Menor volume de gás no Universo reduz o surgimento de novas estrelas

Observações astronômicas realizadas nas últimas décadas mostram que o ritmo de formação de novas estrelas no Universo vem diminuindo ao longo do tempo. Isso não significa que o cosmos esteja “acabando” ou ficando sem estrelas, mas indica que a fase mais intensa de nascimento estelar já ficou para trás. Estimativas do modelo cosmológico padrão apontam que o Universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos e que o pico da formação estelar ocorreu há aproximadamente 10 bilhões de anos, quando as galáxias converteram gás em estrelas a uma taxa muito maior do que a de hoje.

Para o astrônomo Dr. Hélio Dotto Perottoni, pesquisador do Observatório Nacional (ON/MCTI), a explicação principal passa por um fator direto: a disponibilidade de matéria-prima. “No geral, o principal fator que controla a taxa de formação estelar em uma galáxia é a quantidade de gás frio disponível”, afirmou o Dr. Hélio. No Universo mais jovem, esse gás era muito mais abundante, o que favorecia o nascimento de um número maior de estrelas. “No início do Universo, havia muito mais gás disponível, e isso fazia com que as galáxias formassem estrelas em um ritmo bem mais intenso do que observamos hoje”. Com o passar de bilhões de anos, parte desse material foi sendo incorporada às próprias estrelas, reduzindo a quantidade de gás livre para alimentar novas gerações. 

Imagem mostra a galáxia NGC 1792 em detalhes. No centro, um brilho alaranjado indica a concentração de estrelas mais antigas.Já as regiões azuladas, espalhadas pelo disco da galáxia, revelam áreas onde novas estrelas estão se formando. Essas estrelas são jovens e muito quentes, enquanto as mais antigas, localizadas principalmente no centro, têm temperaturas mais baixas e aparecem em tons de laranja. Fonte: Telescópio Espacial Hubble/NASA/Agência Espacial Europeia.

Esse cenário também se aplica à nossa galáxia. Se fosse possível observar a Via Láctea há 10 ou 12 bilhões de anos, o ritmo de formação estelar seria bem mais alto do que o atual. “Se a gente pudesse observar a Via Láctea há 10 ou 12 bilhões de anos, veria que ela formava estrelas em um ritmo muito maior do que hoje”, disse o Dr. Hélio. Ainda assim, isso não quer dizer que o processo esteja perto do fim por aqui. “Mesmo assim, ainda existe bastante gás na Galáxia e no Universo, e a formação de novas estrelas deve continuar por muitos bilhões de anos.”

Além do “combustível” disponível, outros mecanismos podem acelerar ou frear temporariamente esse ritmo, especialmente quando galáxias interagem entre si. “Interações gravitacionais, como a passagem próxima de outras galáxias, podem aumentar a taxa de formação estelar”, explicou o pesquisador. Um caso relevante é o das Nuvens de Magalhães, galáxias satélites que estão interagindo gravitacionalmente com a Via Láctea. “Acreditamos que a aproximação da Pequena e da Grande Nuvem de Magalhães esteja atualmente influenciando a formação estelar na Via Láctea.”

Variação da formação de estrelas na vizinhança do Sol ao longo do tempo. O gráfico revela períodos de maior atividade, incluindo um aumento recente nos últimos 100 milhões de anos que pode estar relacionado com a aproximação da Pequena e Grande Nuvem de Magalhães. Fonte: Tomas Ruiz-Lara, Carme Gallart, Edouard J. Bernard, e Santi Cassisi.

No conjunto, a queda na taxa de formação estelar é um retrato de um Universo que evolui com o tempo: menos gás disponível para formar estrelas em escala cósmica, com variações locais causadas por encontros e interações entre galáxias. Entender esse processo ajuda a reconstruir a história das galáxias e a explicar por que o Universo de hoje é dominado por estrelas mais antigas, sem que isso signifique que o cosmos deixará de produzir novas estrelas tão cedo.