Acredita-se que as primeiras estrelas se formaram cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang, a partir de
"Arqueologia Galáctica" refere-se ao estudoestrelas da segunda geração para aprender sobre as características físicas das primeiras estrelas, que desapareceram apenas dezenas de milhões de anos após o Big Bang. Como parte do estudo da física computacional, supernovas fracas de primeiras estrelas livres de metal foram simuladas pela primeira vez, o que tornou possível revelar os padrões de abundância de carbono para a formação de estrelas. Uma fatia da densidade, temperatura e conteúdo de carbono para o modelo progenitor de 13 massas solares às vezes (da esquerda para a direita) 0,41, 15,22 e 29,16 milhões de anos após uma explosão de supernova em uma caixa com um lado de 2 kpc. Crédito: Chiaki et al.
Quando as primeiras estrelas sem metal colapsaram eexplodiram, transformando-se em supernovas, formaram elementos mais pesados como o carbono. Isso deu origem a uma nova geração de estrelas. Um tipo de segunda geração de estrelas é chamado de estrelas de metal magro de alto carbono (EMP). Para os astrofísicos, eles são como fósseis. Sua composição reflete a nucleossíntese ou fusão de elementos mais pesados das primeiras estrelas.
“Podemos obter resultados de resultados indiretosmedições para derivar a distribuição de massa de estrelas sem metal a partir da abundância elementar de estrelas pobres em metal”, explica Gen Chiaki, pós-doutorado no Centro de Astrofísica Relativística do Instituto de Tecnologia da Geórgia.
Chiaki é o principal autor do estudo pioneiro em supernovas tênues de primeiras estrelas livres de metal. Seu trabalho está finalmente dando aos cientistas uma compreensão teórica de sua formação.
Uma animação mostrando o processo de enriquecimento de carbono eferro de uma supernova de primeira geração com massa de 50 massas solares. Quatro painéis mostram densidade, temperatura, teor de carbono e ferro. Primeiro, os metais estão dispersos quase esfericamente na área circundante (<14 milhões de anos após a explosão). Os metais então se expandem na direção horizontal enquanto a expansão para na direção vertical. Eventualmente, os metais retornam à região central, onde se forma a próxima geração de estrelas. Crédito: Chiaki et al.
Esse tipo de pesquisa faz parte da áreachamada de "arqueologia galáctica". Os cientistas comparam isso à busca subterrânea de artefatos que falam sobre a natureza de sociedades há muito desaparecidas. Para os astrofísicos, a natureza das estrelas extintas pode ser determinada por seus restos fossilizados.
“Não podemos ver o primeirogerações de estrelas”, explica o coautor do estudo John Wise, professor assistente do Centro de Astrofísica Relativística do Instituto de Tecnologia da Geórgia. “É importante observar estes 'fósseis vivos' do Universo primitivo. Eles têm as “impressões digitais” das primeiras estrelas – substâncias químicas que foram formadas em supernovas a partir das primeiras estrelas.”
A animação mostra uma bolha quente criada poruma supernova simulada de 50 massas solares em uma escala de mil anos-luz. No centro, uma densa nuvem de gás se forma novamente como resultado da compressão gravitacional. A nuvem pode ser aumentada em várias unidades astronômicas. Na região mais central, aglomerados densos são os embriões de estrelas. A animação mostra que as explosões de supernovas podem causar a formação de estrelas de carbono. Crédito: Chiaki et al.
A simulação que os cientistas criaram permiteveja de onde vêm os metais e como as primeiras estrelas e suas supernovas realmente influenciam esses fósseis que sobreviveram até hoje.
O objetivo desta pesquisa feita por cientistas é descobrira origem de elementos como carbono, oxigênio e cálcio. Eles estão concentrados em ciclos repetidos de matéria entre o meio interestelar e as estrelas. “Nossos corpos e nosso planeta são feitos de carbono e oxigênio, nitrogênio e cálcio. Nosso trabalho é muito importante para descobrir a origem desses elementos que compõem as pessoas”, finaliza o autor do estudo.
Lembre-se de Carl Sagan, astrofísico americanoe um exobiólogo, no século passado ele disse que o fósforo no DNA humano e o ferro no sangue vêm de “material estelar”.
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