Galáxia antiga abriga ancestrais químicos

Quando os planetas se formaram primeiro no Universo?

© ESO (ilustração da formação de um planeta)

 

Apesar de descobrirmos centenas de exoplanetas e milhares de candidatos a exoplanetas na Via Láctea, nós precisamos olhar o processo de formação em galáxias muito mais distantes para descobrirmos as pistas iniciais dos nossos ancestrais químicos. A vida como conhecemos se desenvolve num planeta. Os planetas se formam de detritos deixados quando uma estrela nasce. A formação planetária necessita de elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio, mas as primeiras estrelas eram feitas somente desses elementos formados no Big Bang.

Desse modo foi preciso esperar por um tempo além de alguns ciclos de vida e morte estelar para que os elementos mais pesados fossem forjados pela fusão nuclear e pelas supernovas. Mas a questão permanece: em que momento na história inicial do Universo esses elementos estavam presentes para formar planetas?

 

Um grupo de astrônomos liderados por Jens-Kristian Krogager, um candidato a Ph.D no Instituto Neils Bohr, fez um detalhado inventário de uma galáxia muito distante, localizada numa posição no tempo quando o Universo tinha aproximadamente 2,8 bilhões de anos de vida, ou seja, cerca de 11 bilhões de anos atrás. Só para termos como referência o Sol tem aproximadamente 5 bilhões de anos, ou seja, esse período é bem antes dele ter se formado em sua nuvem original.

 

A galáxia bloqueia parte da luz até mesmo dos quasares mais distantes, assim seu espectro pode ser estudado por meio das linhas de absorção. O estudo detalhado analisa a emissão da galáxia com redshift de z=2,35 que causa absorção Lyman α no espectro do quasar SDSS J2222-0946. Elementos individuais no gás podem remover ou bloquear certos comprimentos de onda da luz de uma fonte localizada em segundo plano fornecendo o desvio para o vermelho e a distância da galáxia.

Essa galáxia também tem linhas de emissão espectral de gás que foi excitado pela radiação emitida pelas regiões de formação de estrelas. Usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO no Chile e o telescópio espacial Hubble da NASA e ESA, os astrônomos observaram várias linhas de emissão e de absorção do oxigênio, nitrogênio, zinco, ferro, silício e magnésio para determinar com precisão quanto desses elementos pesados e potencialmente elementos de formação de planetas existiam no gás que formou as novas estrelas.

 

Eles determinaram que aproximadamente um terço dos elementos pesados eram encontrados no Sol. Esses elementos tinham que terem sido formados por gerações anteriores de estrelas que viveram e morreram, criando o caminho agora para a formação potencial de planetas 6 bilhões de anos antes do Sol até mesmo ter nascido.

A galáxia parece formar estrelas numa taxa de aproximadamente 13 massas solares (M_⊙) por ano, só por comparação, a nossa galáxia forma uma massa solar por ano. A galáxia é um pequeno e alongado disco com uma massa de 2 bilhões de M_⊙, muito menor do que as grandes galáxias espirais e elípticas que nós observamos no Universo hoje.

 

O gás que foi estudado nas linhas de absorção e emissão localiza-se bem fora do disco, indicando uma fonte galáctica em funcionamento. Isso ocorre quando uma taxa elevada de formação de estrelas cria um grande número de supernovas que expelem gás interestelar para fora da galáxia desligando a formação de estrelas.

 

Galáxias jovens, pequenas, ricas em elementos pesados e com alta taxa de formação de estrelas foram os blocos fundamentais usados pelo Universo para gerar posteriormente galáxias como a Via Láctea. Elas trazem suas estrelas, planetas e gás que por meio de uma série de fusões formam as metrópoles estelares em que vivemos hoje. Esses sistemas possuem planetas rochosos e até mesmo habitáveis?

Poderia a vida ter começado mais distante no passado do que o nosso próprio planeta? E se sim, para onde foi? Essas são as grandes questões que podemos especular, mas no mínimo estamos aprendendo sobre a maravilha da astrofísica durante o caminho. A pesquisa foi publicada no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Astro News / Discovery