Imagine um universo sem estrelas, sem galáxias e sem luz: apenas uma mistura negra de gases primordiais imersa em um oceano de matéria invisível. Centenas de milhares de anos depois da ofuscante explosão do Big Bang, o universo foi lentamente mergulhando em trevas que duraram quase meio bilhão de anos. Foi então que ocorreu algo que mudou tudo, algo que levou ao surgimento não só de estrelas e galáxias, mas também à criação de planetas, pessoas, begônias e lagartos. O que aconteceu?

Novas pistas desse enigma – um dos mais fundamentais na cosmologia – pipocam em diversas áreas. Com base em simulações geradas por supercomputadores, os cientistas determinaram as etapas que viabilizaram o aparecimento das primeiras estrelas e galáxias. E, graças a novos telescópios, os astrônomos estão conseguindo voltar no tempo. O exame das imagens obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble revelou a diversidade das galáxias que hoje nos circundam – de gigantescos cata-ventos refulgindo com a luz azulada de estrelas recém-nascidas a galáxias esfarrapadas que arrastam longas fitas de estrelas arrancadas após colisões com galáxias intrusas.

Há menos de um século, os conhecimentos dos astrônomos estavam restritos à nossa própria galáxia, a Via Láctea, que eles acreditavam possuir cerca de 100 milhões de estrelas. Então descobriu-se que algumas manchas no céu eram elas próprias outras galáxias – conjuntos de estrelas, gás e poeira agrupados pela força da gravidade. Atualmente sabemos que a Via Láctea contém mais de 100 bilhões de estrelas e que existem cerca de 100 bilhões de galáxias no universo.

O astrofísico tom abel, da Universidade Estadual da Pensilvânia, acredita ter uma resposta para a questão de como surgiu a primeira estrela. Numa tarde de abril passado, ele estava sentado à beira da piscina de hotel em Cozumel, no México, indiferente aos grasnidos dos melros e ao zumbido do liquidificador usado no preparo de piña colada. O que prendia sua atenção estava na tela de seu notebook – imagens que mostravam como poderia ter ocorrido a formação de estrelas. Em minutos, ele iria voltar ao hotel para partilhar as imagens com colegas, em um dos maiores encontros já realizados sobre a origem das galáxias.

Segundo Abel, a primeira estrela teria nascido há cerca de 14 bilhões de anos, em um universo ao mesmo tempo mais misterioso e mais simples que o nosso. Menor e mais denso do que hoje, o universo era todo escuro e continha quase que só hidrogênio e hélio, além de uma pequena quantidade de lítio. Nos últimos anos, junto de Michael L. Norman, da Universidade da Califórnia, e Greg L. Bryan, da Universidade de Oxford, Abel criou, em supercomputadores, simulações que ilustram como as estrelas se formaram desses gases.

Na fase inicial, a força da gravidade provocou a acumulação dos gases em nuvens difusas. À medida que se resfriavam, os gases passaram a se concentrar no interior de cada nuvem em um aglomerado não maior do que o nosso Sol. O aglomerado continuou a se tornar mais denso, atraindo o gás circundante e, com isso, transformando-se em um gigante com massa cerca de 100 vezes maior que a do Sol. Por fim, vários milhões de anos após o início do processo, a intensa compressão deu origem a uma estrela desenvolvida – e fez-se a luz.

Em outros pontos do universo, idêntico processo de formação estelar havia se desencadeado em outras nuvens de gás, batizadas por Abel de “microgaláxias” – versões em miniatura, mas com uma única estrela, das atuais galáxias. Só então as emissões de luz das estrelas maciças atravessaram as trevas. Tais estrelas se consumiram gloriosamente e, após apenas alguns poucos milhões de anos, se apagaram, desaparecendo em explosões titânicas conhecidas como “supernovas”. Mas, durante o período em que reinaram, essas primeiras estrelas provocaram mudanças no universo e afetaram a formação das galáxias. Elas aqueceram os gases circundantes e os bombardearam com luz ultravioleta. E, quando explodiram, semearam o universo, e a geração seguinte de estrelas, com um suprimento inicial de elementos pesados, incluindo o oxigênio que respiramos.

É provável que a explosiva morte dessas estrelas tenha deixado atrás de si uma densa escória, os primeiros buracos negros do universo. Além disso, as explosões de supernovas podem ter sido acompanhadas de emissões de radiação eletromagnéticas conhecidas como “pulsos de raios gama”, bilhões de vezes mais intensos que os raios do Sol. Caso isso se confirme, alguns dos pulsos de raios gama até agora detectados talvez tenham se originado das primeiras estrelas.

 

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