O Universo já passou do seu auge e tende a piorar daqui para frente, segundo um novo estudo

O Universo passou por um boom de formação estelar há cerca de 10 biliões de anos e, por isso, esse período é conhecido pelos astrónomos como a época do redshift 2 ou meio-dia cósmico. Nessa época, as galáxias estavam a formar estrelas num ritmo até 10 vezes maior do que vemos no Universo atual. Esse pico ainda é um mistério e ainda se questiona o motivo disso ter acontecido naquela época. Uma das possíveis respostas é a quantidade de colisões entre galáxias.

Atualmente, vivemos na chamada Era das Estrelas, em que a formação estelar ainda ocorre de forma significativa. No entanto, um novo estudo com base nos dados do Euclid mostra que esta produção está a desacelerar continuamente. Apesar de as galáxias ainda criarem estrelas, o ritmo diminui consideravelmente a cada bilião de anos. Isto indica que estamos a entrar numa fase de transição em que a formação estelar começa a perder força.

A colaboração Euclid divulgou uma série de artigos científicos onde analisaram diferentes propriedades da distribuição de galáxias e os componentes que constituem uma galáxia. Analisaram grandes amostras de galáxias e descobriram que estas estão a formar cada vez menos estrelas porque possuem quantidades menores de gás frio e poeira. À medida que estes reservatórios se esgotam, o Universo forma cada vez menos estrelas e o futuro fica mais frio.

A Era das Estrelas

Atualmente, vivemos numa era do Universo conhecida como a Era das Estrelas que começou quando o Universo tinha entre 100 a 200 milhões de anos. Esta Era começou quando as primeiras estrelas, chamadas de estrelas de População III, se formaram. Estas estrelas eram extremamente massivas e formadas a partir de hidrogénio e hélio. A partir delas, o Universo passou a produzir os primeiros elementos pesados e uma nova geração de estrelas.

Esta Era que vivemos agora não será eterna. Terminará quando o reservatório de gás frio das galáxias for completamente consumido ou aquecido. Modelos cosmológicos indicam que, conforme a expansão do Universo acelera e a densidade média de matéria diminui, o gás disponível continuará a rarear, impedindo a formação de estrelas. Após isso, o Universo entrará na chamada Era da Degenerescência, dominada por anãs brancas, estrelas de neutrões e buracos negros.

Como é que as estrelas se formam?

As estrelas formam-se quando regiões densas de gás e poeira interestelar sofrem um colapso gravitacional. Para que este processo ocorra, a gravidade precisa de ultrapassar a pressão interna do gás, fazendo com que o material se comprima cada vez mais. À medida que a nuvem colapsa, é fragmentada em núcleos menores, tornando-se em protoestrelas. Durante o colapso, a pressão no interior aumenta consideravelmente, causando o aumento da temperatura do núcleo até atingir valores suficientes para iniciar as reações de fusão nuclear.

Este processo só acontece quando há gás frio disponível porque a baixa temperatura reduz a pressão térmica que resiste ao colapso gravitacional. Quanto mais frio o gás, mais facilmente pode ser comprimido e mais massa pode acumular-se antes que a pressão impeça o colapso. Em ambientes onde o gás está quente, disperso ou ionizado, a formação estelar torna-se muito menos eficiente.

Papel da poeira

Estas nuvens podem conter poeira também e quando o gás frio colapsa e forma as estrelas, essas estrelas jovens acabam por aquecer a poeira. Galáxias com altas taxas de formação estelar tendem a apresentar poeira mais quente, já que essas temperaturas refletem a presença de estrelas massivas que emitem radiação, muitas vezes, intensa. Então estudar a temperatura do gás e da poeira nas galáxias indicam como é o processo de formação estelar naquele local.

No estudo publicado pelo Euclid, os astrónomos revelaram que o Universo está a ficar gradualmente mais frio e que a época de auge da formação já passou. Há cerca de 10 biliões de anos, a temperatura média dos grãos de poeira nas galáxias analisadas era aproximadamente 10 °C mais elevada. Esta diminuição na temperatura indica uma diminuição na formação de estrelas e menos radiação a aquecer a poeira. Isto mostra que o Universo está a entrar numa fase menos produtiva em termos de atividade galáctica.

O futuro é gelado

A conclusão do estudo é que o futuro do Universo parece cada vez mais frio e apagado sem muitas estrelas a brilhar no céu. A colaboração Euclid chegou a estes resultados após analisar um conjunto de dados ópticos do telescópio Euclid combinados com observações de infravermelho do satélite Herschel. Juntas, essas medições formam a maior amostra de galáxias já estudada com cerca de 2,6 milhões de galáxias.

Os resultados de trabalhos anteriores a esses tinham amostras muito menores e com ausência de algumas populações de galáxias como as outliers. Essas outliers são galáxias que são muito mais quentes ou muito mais frias do que a média que observamos no Universo. Apesar dos resultados já esperados, a novidade do trabalho é que o processo parece ter começado mais cedo do que se pensava.

Referência da notícia

Euclid Collaboration 2025 The average far-infrared properties of Euclid-selected star-forming galaxies Astronomy & Astrophysics