O UNIVERSO PRIMITIVO

Um conjunto de simulações detalhadas revela como era o Universo primitivo, entre 50 milhões e 2 bilhões de anos após o Big Bang. As imagens mostram a mistura turbulenta de matéria escura, hidrogênio e hélio que participou da formação das primeiras estrelas e galáxias. As simulações foram produzidas pelo Lumina, programa desenvolvido por Oliver Zier e sua equipe, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, nos Estados Unidos. O Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, permitiu observar épocas remotas do Cosmos, possibilitando comparar as previsões do programa com dados reais. Segundo Zier, o Lumina representa a transformação do Universo, inicialmente preenchido por gás frio e neutro, até o surgimento das primeiras galáxias, dos buracos negros e de gás quente e ionizado. Após o Big Bang, o Universo era extremamente quente, composto por elétrons e núcleos atômicos. Com a expansão e o resfriamento, essas partículas formaram uma névoa de hidrogênio e hélio. Nesse período, a luz ultravioleta e os raios X eram absorvidos pelo gás neutro, que dificultava sua propagação.

Cerca de 100 milhões de anos depois do Big Bang, as primeiras estrelas teriam começado a surgir, contribuindo para a ionização do gás, processo que retirou elétrons dos átomos e tornou o Universo mais transparente à luz. Para desenvolver o Lumina, os pesquisadores modelaram a matéria escura, a formação de estrelas, o crescimento dos buracos negros e suas interações com os gases cósmicos. O estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. A simulação abrangeu uma região espacial de aproximadamente 1,5 bilhão de anos-luz em cada direção. O processamento levou cerca de um ano em um supercomputador do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee. O programa calculou a distribuição da matéria escura e a temperatura dos gases intergalácticos durante a evolução cósmica. Os resultados indicam que a luz das estrelas foi a principal responsável pela ionização do hidrogênio, processo ocorrido sobretudo entre 500 milhões e 1 bilhão de anos após o Big Bang. No caso do hélio, a luz estelar retirou um elétron de seus átomos, enquanto a radiação energética emitida por buracos negros supermassivos removeu o segundo. O Lumina também produziu vídeos que simulam uma viagem pelo Universo daquela época, mostrando a chamada teia cósmica, formada por aglomerados e filamentos de matéria escura. Outra representação destaca um halo de matéria escura ao redor de um aglomerado de galáxias. Sua gravidade atrai o gás intergaláctico, que se aquece durante a queda e, posteriormente, esfria, formando o material necessário para o nascimento de novas estrelas. A equipe já compara as simulações com observações do James Webb e pretende utilizar o Lumina para interpretar dados do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, lançado no fim de agosto. O novo observatório também deverá contribuir para mapear a matéria escura com maior precisão. Para Zier, a concordância entre as simulações e as observações confirmará a eficácia dos modelos físicos. Divergências, porém, poderão revelar fenômenos ainda desconhecidos e ampliar a compreensão sobre a origem e a evolução do Universo.