Por que o universo forma cada vez menos estrelas novas, se no passado esse processo era muito mais intenso? Um estudo liderado por cientistas chineses trouxe pistas importantes para responder a essa pergunta, que intriga astrônomos há décadas.

A pesquisa foi conduzida por uma equipe internacional que reúne o Observatório Astronômico Nacional da China (NAOC), o Observatório Astronômico de Xangai (SHAO), a Universidade Jiao Tong de Xangai e outras instituições. Os cientistas usaram o radiotelescópio chinês FAST, o maior do mundo, com 500 metros de diâmetro, em conjunto com o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI, na sigla em inglês), um projeto internacional que reúne mais de 70 instituições ao redor do mundo.

O que o LIneA tem a ver com essa descoberta

O DESI, principal instrumento de apoio ao estudo, não é exclusividade chinesa: o Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA), sediado no Rio de Janeiro, integra oficialmente essa colaboração internacional. Na prática, isso significa que os mesmos dados usados nesta pesquisa sobre a formação de estrelas também estão disponíveis para astrônomos brasileiros vinculados ao laboratório.

A explicação mais intuitiva para o enfraquecimento da formação estelar seria simples: o gás frio que “alimenta” o nascimento de novas estrelas estaria se esgotando aos poucos. Se essa hipótese estivesse certa, a queda na taxa de formação de estrelas devia vir acompanhada de uma queda equivalente nas reservas desse gás.

O hidrogênio atômico neutro é um dos principais reservatórios desse gás frio nas galáxias, mas é difícil de observar: seu sinal, uma linha espectral de 21 centímetros, é extremamente fraco e, em galáxias distantes, costuma se perder no ruído de fundo. Ao combinar a sensibilidade de rádio do FAST com o levantamento espectroscópico de amplo alcance do DESI, os pesquisadores conseguiram analisar cerca de 2,5 milhões de galáxias, cobrindo aproximadamente um terço do céu, a maior amostra já usada para esse tipo de medição.

O resultado surpreendeu a própria equipe: há 4,5 bilhões de anos, a taxa de formação de estrelas no universo era cerca de 2,5 vezes maior que a de hoje. Já a quantidade de hidrogênio atômico neutro, no mesmo período, era apenas 1,4 vez maior que a atual, bem menos do que seria de esperar se o esgotamento do gás fosse a explicação principal. Isso descarta a hipótese mais simples, de que a queda na formação de estrelas foi causada só pela redução das reservas de hidrogênio.

Se o gás ainda é relativamente abundante, o que está travando o nascimento de novas estrelas? Segundo os pesquisadores, as estrelas nascem principalmente dentro de nuvens de gás molecular, que são mais densas que o hidrogênio atômico neutro. Conforme a densidade geral do gás no universo cai, também cai a eficiência com que o hidrogênio atômico se transforma em hidrogênio molecular, reduzindo aos poucos o “combustível” mais concentrado necessário para formar novas estrelas.