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Modelo simula a formação da primeira estrela.

Cálculos de supercomputadores ajudam a entender primórdios do universo

Fonte - Ciência Hoje

A formação da primeira estrela do universo pode ter ocorrido a partir do colapso gravitacional de uma grande nuvem de hidrogênio e hélio com uma massa 100 vezes maior que a do Sol. É o que sugerem simulações cosmológicas dos primórdios do universo feitas sob a orientação do astrofísico Michael L. Norman, professor na Universidade da Califórnia em San Diego (EUA). Detalhes das simulações foram publicados em 16 de novembro na revista Science.

As imagens obtidas a partir dos cálculos da equipe de Norman sugerem que as primeiras estrelas tinham massa muito grande, formaram-se de forma isolada e não possuíam metais ou elementos pesados em sua composição -- apenas hidrogênio e hélio.

As cores indicam as diferenças de temperatura (esq.) e densidade (dir.)
do objeto que seria a primeira estrela do universo (imagem: Tom Abel)

Diversos elementos químicos mais pesados são hoje encontrados em todo o universo em estrelas, poeira e gases, conforme atestam observações espectroscópicas. No entanto, os astrofísicos acreditam que eles só surgiram após muitas gerações de estrelas, a partir da fusão de elementos mais leves em seu núcleo. Os resíduos da primeira geração de estrelas de grande massa foram disseminados pelo universo a partir de explosões de supernova.

"A formação da primeira estrela ocorreu em um ambiente mais simples que qualquer outro (apenas com os gases hidrogênio e hélio) e as condições iniciais puderam ser precisamente especificadas", afirma Norman. A simulação de sua equipe envolve o cálculo de características como gravidade, dinâmica de fluidos, química dos gases primordiais e processos radioativos.

A simulação contribui para a compreensão de um fenômeno que provoca controvérsia entre os astrônomos. Embora concordem que a primeira geração de estruturas cósmicas formou estrelas de grande massa, não há consenso quanto à natureza das primeiras estruturas de grande escala formadas no universo.

O modelo do universo primordial, realizado em supercomputadores de última geração, está sendo desenvolvido há alguns anos. Ele só se tornou viável devido ao aumento da capacidade computacional, que permitiu dar conta da complexidade dos cálculos envolvidos. Agora, Norman espera refinar seus cálculos em máquinas capazes de realizar 14 trilhões de cálculos por segundo. Orçada em 53 milhões de dólares, a rede de computadores permitirá realizar uma simulação que leve em conta uma porção maior do universo e que permita desvendar mais detalhes sobre a nuvem de gases que se condensou para formar a primeira estrela.