A primeira geração de estrelas no universo poderia ter produzido quantidades significativas de água após sua morte, apenas de 100 milhões a 200 milhões de anos após o Big Bang.
As assinaturas de água já foram observadas cerca de 780 milhões de anos após o Big Bang. Mas agora, simulações por computador sugerem que essa condição essencial para a vida existia muito mais cedo do que os astrônomos pensavam, os pesquisadores relatam 3 de março em Astronomia da natureza.
“A surpresa foi que os ingredientes da vida estavam todos em vigor em núcleos de nuvens densos (sobras após mortes estelares) tão cedo após o Big Bang”, diz o astrofísico Daniel Whalen, da Universidade de Portsmouth, na Inglaterra.
A água pode ser comum hoje. Mas no começo, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, o universo era essencialmente apenas hidrogênio, hélio e um pouco de lítio. Foram necessárias estrelas para fazer o resto. Alguns elementos do meio do meio, como carbono e oxigênio, são fundidos dentro das estrelas à medida que envelhecem. Outros são forjados em mortes estelares, como supernovas explosivas ou fusões violentas de estrelas de nêutrons. No entanto, para que moléculas mais complexas se formem em quantidades significativas, são necessárias condições relativamente densas e frias, idealmente menos de alguns milhares de graus Celsius.
“A água é uma molécula bastante frágil”, diz o astrônomo Volker Bromm, da Universidade do Texas, em Austin, que não estava envolvido com a nova pesquisa. “Então a captura é: temos condições que podem formá -lo (muito cedo no universo)?”
Para ver se poderia ter havido água no universo infantil, Whalen e seus colegas administravam simulações de computadores das vidas e mortes de duas estrelas de primeira geração. Como os astrônomos acham que as primeiras estrelas eram muito maiores e tinham vidas mais curtas do que as estrelas modernas, a equipe simulou uma estrela com 13 vezes a massa do sol e outra 200 vezes a massa do sol. No final de suas vidas curtas, esses gigantes explodiram como supernovas e expulsaram uma chuva de elementos, incluindo oxigênio e hidrogênio.
As simulações mostraram que, à medida que a matéria ejetada das supernovas se expandiu e resfriou, o oxigênio reagiu com hidrogênio e di -hidrogênio, ou dois átomos de hidrogênio unidos, para fazer vapor de água nos detritos em crescimento halos.
Esse processo químico prosseguiu lentamente, uma vez que a densidade de átomos nas regiões externas das explosões em expansão da supernova foi baixa. Essa baixa densidade significa que era improvável que dois elementos se encontrassem e se conectassem em escalas de tempo curtas.
Mas depois de alguns milhões de anos – ou dezenas de milhões de anos no caso da estrela menor – os núcleos centrais empoeirados dos remanescentes da Supernova haviam esfriado o suficiente para a formação da água. A água começou a acumular rapidamente lá, já que as densidades eram altas o suficiente para os átomos se encontrarem.
“A concentração (da água) em estruturas densas, isso para mim é o divisor de águas”, diz Whalen. “A massa total total de água sendo formada, não é muito. Mas torna -se realmente concentrado nos núcleos densos, e os núcleos densos são as estruturas mais interessantes do remanescente, porque é aí que novas estrelas e planetas podem se formar. ”
No final das simulações, a supernova menor produziu uma massa de água equivalente a um terço da massa total da Terra, enquanto a maior criou água suficiente para igualar 330 terras. Em princípio, Whalen diz que, se um planeta se formar em um núcleo sobras da supernova maior, poderia ser um mundo da água como o nosso.
“Parece haver uma indicação de que o universo como um todo pode ter sido habitável, se você quiser, já muito cedo”, diz Bromm. Mas a água não o leva à vida, acrescenta ele. “Então você começa a fazer a pergunta (quão cedo) você pode combinar carbono com hidrogênio para obter as moléculas da vida?”
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