As Primeiras Estrelas do Universo Foram Moldadas pela Turbulência e Não Eram Tão Massivas Quanto se Pensava

Por muito tempo, astrofísicos acreditavam que as primeiras estrelas do Universo, conhecidas como estrelas de População III, possuíam massas uniformemente elevadas. A percepção era de que as condições de sua formação eram calmas e serenas, favorecendo o surgimento de estrelas massivas. Contudo, novas pesquisas, baseadas em simulações de alta resolução, revelam que as condições eram mais caóticas do que se supunha. A turbulência das nuvens de gás primordial indica que as estrelas de População III não eram todas massivas.

As estrelas de População III representam a primeira geração estelar, e astrofísicos teorizavam que elas tendiam a ser massivas, de baixa metalicidade, extremamente quentes e luminosas, formando-se em ambientes considerados calmos. O estudo que desafia essa visão é intitulado “Turbulência em halos de matéria escura primordial e seu impacto na formação da primeira estrela” e foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.

Os autores explicam que a primeira geração de estrelas, as de População III (Pop III), originou-se de gás primordial composto principalmente por hidrogênio e hélio. Diferentemente da formação estelar atual, a ausência de resfriamento por linhas metálicas em ambientes primordiais resultava em massas de Jeans significativamente maiores, o que, por sua vez, conduzia à formação de estrelas mais massivas. Estudos teóricos iniciais indicavam que as estrelas Pop III se formavam com massas variando entre 40 e 500 massas solares (M⊙), superando em muito as massas estelares típicas observadas no Universo local.

No entanto, os autores ressaltam que, de modo geral, esses estudos também indicam que a distribuição de massa das protoestrelas de População III no Universo primordial abrangia aproximadamente de 10⁻³ a 10² massas solares (M⊙). Eles acrescentam que fatores como turbulência e feedback gravitacional podem alterar significativamente esses resultados.

Para investigar essas condições, os pesquisadores simularam 15 minihalos primordiais distintos, que são bolsas ultradensas de matéria escura no Universo primordial, locais onde as primeiras estrelas se formaram. As simulações foram iniciadas considerando o Universo com apenas 300 milhões de anos de idade.