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| Uma simulação de computador das primeiras estrelas do universo mostra como a nuvem de gás poderia ter se tornado enriquecida com elementos pesados. Na imagem, uma das primeiras estrelas explode, produzindo um escudo de expansão do gás (top) que enriquece uma nuvem próxima, incorporado dentro de um filamento de gás maior (centro). Escala de imagem de 3.000 anos-luz de diâmetro. Mapa de cores representa a densidade do gás, com vermelho indicando maior densidade. Imagem via Britton Smith, John Wise, Brian O'Shea, Michael Norman, e Sadegh Khochfar. |
Pesquisadores australianos e estadunidenses uniram-se para descobrir uma antiga nuvem distante de gás que pode conter a assinatura das primeiras estrelas do nosso universo. O gás é observado como era nos, apenas, 1,8 bilhões de anos após o Big Bang. É relativamente intocada, com apenas uma porcentagem extremamente pequena de elementos pesados que vemos hoje, que foram forjadas no seio das gerações subsequentes de estrelas. A nuvem tem menos de um milésimo da fração desses elementos (carbono, oxigênio, ferro e assim por diante) observados em nosso sol. Os astrônomos publicaram esta pesquisa no 13 de janeiro de 2016 no Monthly Notices da Royal Astronomical Society. A equipe usou o VLT, Very Large Telescope, no Chile para fazer as suas observações.
Neil Crighton, do Centro de Tecnologia de Astrofísica e Supercomputação da Swinburne University, liderou a pesquisa. Ele disse em um comunicado:
Elementos pesados não foram fabricados durante o Big Bang, eles foram feitos mais tarde por estrelas. As primeiras estrelas foram feitas a partir de gás completamente imaculado(ausência de metais), e os astrónomos consideram que formadas de forma bastante diferente das estrelas de hoje.Os pesquisadores dizem que, logo após a formação, essas primeiras estrelas - também conhecidas como População III de estrelas - explodiu em poderosas supernovas, espalhando seus elementos pesados em torno das nuvens imaculadas de gás. Essas nuvens, em seguida, realizaram um registro químico das primeiras estrelas e suas mortes, e este registro pode ser lido como uma impressão digital.
Crighton disse:
Nuvens de gás precedentes encontradas por astrônomos mostram um nível mais elevado de enriquecimento de elementos pesados, então, elas provavelmente foram poluídas pelas gerações mais recentes de estrelas, obscurecendo qualquer assinatura das primeiras estrelas.
O professor da Universidade de Swinburne Michael Murphy, co-autor. disse:
Esta é a primeira nuvem a mostrar a pequena fração de elemento pesado esperada para uma nuvem enriquecida apenas pelas primeiras estrelas.
Os investigadores esperam encontrar mais desses sistemas, onde eles podem medir as taxas de vários tipos diferentes de elementos.
O professor John O'Meara da faculdade de Saint Michael em Vermont é estudioso no assunto e co-autor. disse:
Podemos medir a taxa de dois elementos nesta nuvem - carbono e silício. Mas o valor dessa relação não mostram conclusivamente que ela foi enriquecida com as primeiras estrelas; enriquecimento posterior pelas gerações mais velhas das estrelas também é possível.
Ao encontrar novas nuvens onde podemos detectar mais elementos, vamos ser capazes de testar para o padrão único de abundâncias que esperamos para o enriquecimento pelas primeiras estrelas.
O filme acima mostra a evolução em simulação de computador que descreve a antigo e distante nuvem de gás descoberta por estes pesquisadores. No painel esquerdo da simulação, você vê a densidade do gás. O painel da direita mostra a temperatura. A primeira estrela Pop III - uma das primeiras estrelas a se formar em nosso universo - forma em desvio para o vermelho 23,7 e brilha cerca de 4 milhões de anos antes de explodir como uma supernova, no momento em que o painel direito muda para mostrar a metalicidade (abundância elementos de pesados liberados para a nuvem, através da supernova).
Cerca de 60 milhões de anos após a primeira supernova (cerca de 0:45 no vídeo), a simulação amplia no ponto da formação da segunda estrela Pop III. Pouco depois ela explode, a explosão de onda da supernova colide com um halo nas proximidades se movendo na direção oposta (em torno de 1:00 no vídeo). A passagem de onda de choque e um evento de fusão induzem uma turbulência, que permite que os metais da supernova misturarem-se no centro do halo.
A simulação continua a aumentar o zoom para seguir o gás denso no núcleo do halo e como ele sofre colapso descontrolado. Durante grande parte do colapso, o núcleo central pode ser visto se tornando menor e mais denso. Eventualmente, o resfriamento da poeira se torna eficiente, fazendo com que o gás arrefecer-se rapidamente e fragmento-se em vários aglomerados - futuras novas estrelas.
Quando a simulação termina, estamos olhando para os núcleos pré-estelares - o coração de futuras estrelas - que vai continuar a formar as primeiras estrelas de baixa massa.
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