Brasileira propõe nova teoria para primeiras estrelas do Universo

Maria Guimarães - Agência Fapesp - 28/04/2011

Astrônoma brasileira propõe que estrelas mais antigas do Universo giravam muito rapidamente.[Imagem: Stacy et al./Mon.Not.Astron.Soc.]

No início da formação do Universo, estrelas de vida curta e de grande massa (pelo menos dez vezes a massa do Sol) eram as principais fábricas de elementos químicos que entravam na composição de novas estrelas.

Além de grandes, esses corpos celestes giravam depressa, propõe um estudo liderado pela astrônoma brasileira Cristina Chiappini, que trabalha no Instituto Leibnitz para Astronomia de Potsdam, na Alemanha.

"A presença de alguns elementos em estrelas antigas só pode ser explicada se as estrelas massivas da época tivessem rotação rápida", disse Cristina.

Bário e lantânio

A ideia brotou do trabalho de Beatriz Barbuy, professora titular do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), que em 2009 publicou um artigo no qual analisou estrelas muito velhas - por volta de 12 bilhões de anos - no centro da Via Láctea.

A pesquisadora examinou imagens captadas pelo Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), que registram os espectros de elementos que compõem a atmosfera dos corpos celestes.

Ela então notou uma abundância excessiva de bário e lantânio, elementos pesados que precisam de um processo lento para se formarem.

Só que essas estrelas nasceram no início da formação do Universo, quando ainda não tinha passado tempo suficiente para que esses elementos se formassem da forma tradicionalmente aceita. "Mas ninguém percebeu essa dica no meu trabalho, até que a Cristina o leu com atenção", disse Barbuy.

Estrelas de alta rotação

Cristina leu e logo percebeu a ligação com o trabalho do grupo do Observatório de Genebra, a que está associada, com modelos de alta rotação de estrelas.

A rotação poderia explicar a presença desses metais porque funciona como uma batedeira. A rotação da estrela mistura as camadas nas quais o ferro se formou com outras ricas em nêutrons, que são adicionadas ao ferro, dando origem a elementos mais pesados.

Cristina então entrou em contato com Barbuy e pediu que verificasse por meio dos espectros a quantidade de outros metais, como ítrio e estrôncio, nessas estrelas antigas.

A professora do IAG voltou às imagens e o que viu se encaixou exatamente no modelo de Cristina: só estrelas de grande massa em rotação vigorosa poderiam gerar aqueles elementos nas quantidades necessárias para compor as anciãs ainda vivas hoje.

Merecer para observar

Não é a única explicação possível, mas é a mais plausível. A conclusão é ainda mais forte porque dois pesquisadores do grupo de Genebra, proponentes de outro modelo para explicar a evolução química da galáxia, também assinam o artigo na Nature.

"O modelo deles explica a evolução de algumas estrelas nesse aglomerado, mas o nosso explica todas", disse Cristina. Para Barbuy, o trabalho quebra um paradigma aceito pela maior parte dos pesquisadores na área.

"Há 30 anos, um autor falou que as estrelas velhas são compostas por elementos formados por um processo rápido, e mostramos que não é assim", afirmou.

É um grande passo, mas as duas pesquisadoras brasileiras veem a publicação do artigo como um início de algo maior. Com a repercussão que o trabalho deve ter, elas esperam conseguir mais tempo de observação no VLT e no Hubble, telescópios disputados por pesquisadores do mundo todo e cujo uso é determinado por mérito.

"Precisamos melhorar os modelos. Mas incluir outros metais é um processo muito lento", disse Cristina.

Não é para menos. Os elementos que as estrelas criam - e lançam no gás do Universo quando morrem - não só formam outras estrelas como também o Sol, a Terra e os corpos de seus habitantes. Não é uma busca modesta.

Bibliografia:

Imprints of fast-rotating massive stars in the Galactic Bulge
Cristina Chiappini, Urs Frischknecht, Georges Meynet, Raphael Hirschi, Beatriz Barbuy, Marco Pignatari, Thibaut Decressin, André Maeder
Nature
27 April 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature10000