Arqueologia galáctica: a história do Universo escrita nas estrelas

Marina Lemle

A história da Via Láctea e de todo o Universo pode estar escrita nas estrelas, em códigos como C, Na, Ca, Mn, Fe, Zn e Ba – elementos químicos da tabela periódica. Decifrá-la é o desafio do astrônomo Gustavo Porto de Mello, diretor do Observatório do Valongo, da UFRJ. Ele busca identificar as composições químicas das estrelas e suas mudanças ao longo do tempo, utilizando como ferramenta básica a espectroscopia (estudo da decomposição das cores e luzes estelares). “É como uma arqueologia da Galáxia”, diz o cientista.

Em sua pesquisa “A heterogênea evolução química da Galáxia”, apoiada pelo edital Primeiros Projetos da FAPERJ, Porto de Mello procura determinar a abundância de metais nas estrelas da vizinhança solar, relacionando-a a fatores como velocidades galácticas e idades estelares. De acordo com o pesquisador, existem evidências crescentes de que a evolução química da Via Láctea apresenta heterogeneidades significativas de composição química em escala espacial e temporal. Esta abordagem contradiz o paradigma de que o padrão solar de composição química seria representativo da população estelar local.

”Os astrônomos tendem a supor que o Sistema Solar foi formado a partir de material que seria representativo das condições físicas reinantes na Galáxia em geral, à época de sua formação, e que, portanto, a composição química do Sol poderia ser considerada um padrão de abundâncias cósmicas. Entretanto, esta hipótese simplificadora envolve uma série de suposições subjacentes que raramente são questionadas”, afirma o astrônomo.

Segundo Porto de Mello, resultados recentes de pesquisas de espectroscopia estelar questionam este paradigma. “A composição química da fotosfera solar pode simplesmente não ser representativa das demais estrelas da vizinhança galáctica e do meio interestelar difuso”, ressalta.

O pesquisador explica que, ao longo das décadas de 1980 e 1990, os astrônomos concentraram esforços na análise da evolução química da Galáxia através da observação espectroscópica. Porém, o advento de equipamentos mais possantes conduziu as linhas de pesquisa majoritárias para o estudo de objetos cada vez mais distantes e/ou deficientes em metais. Como conseqüência, uma série de problemas fundamentais acerca da vizinhança imediata do Sol permaneceu sem solução.

“O estudo detalhado da composição química de uma amostra estatisticamente significativa de estrelas na vizinhança solar fornecerá novos vínculos aos modelos teóricos de evolução química da Galáxia, podendo determinar até que ponto a composição solar pode ser tomada como representativa da sua vizinhança”, explica.

Além da dúvida sobre o quão típico o Sol de fato é em relação às estrelas vizinhas, falta saber se é possível usar as abundâncias do Sistema Solar para caracterizar a faixa local de distâncias em relação ao centro da Galáxia e o meio interestelar próximo.

Em pesquisa anterior, Porto de Mello analisou uma amostra de 15 estrelas de tipo solar da vizinhança do Sol com espectros de qualidade alta e métodos de determinação de parâmetros atmosféricos de grande precisão, e obteve o padrão detalhado de abundâncias para 23 elementos químicos. Foi encontrado que mesmo para estrelas com metalicidades, órbitas galácticas e idades semelhantes às do Sol, ocorrem padrões de abundâncias significativamente distintos do solar.

Na mesma linha de pesquisa, também recebe apoio da FAPERJ o projeto de pós-doutorado de Dinah Moreira Allen. Orientada por Porto de Mello, a astrônoma estuda a nucleossíntese estelar, isto é, as gerações de energia nuclear das estrelas que produzem novos elementos químicos.

Rio sediará o primeiro workshop brasileiro de astrobiologia

Até dez anos atrás, não se sabia que outras estrelas além do Sol poderiam ter planetas girando ao seu redor. Hoje, os astrônomos conhecem quase duzentos planetas que orbitam em torno de mais de cem estrelas. Eles acreditam que, com novas sondas espaciais e telescópios superpotentes, em 20 anos terão descoberto planetas com condições para o desenvolvimento da vida (pressupõe-se ser preciso haver água líquida) ou até mesmo formas de vida extraterrestre propriamente ditas. "Esta vai ser a notícia mais importante de todos os tempos", diz Porto de Mello.

A curiosidade sobre a história do Universo e a possibilidade de haver vida fora da Terra motivou o diretor do Observatório do Valongo e colegas de outras universidades e centros de pesquisa a organizarem o Primeiro Workshop Brasileiro em Astrobiologia (I Brazilian Workshop on Astrobiology – I BWA), que será realizado em 20 e 21 de março, no Fórum de Ciência e Cultura, no Campus da Praia Vermelha da UFRJ. O objetivo é reunir, pela primeira vez no país, em um ambiente formal e acadêmico, cientistas e estudantes de diferentes áreas do conhecimento, em especial astronomia, biologia, química, física e geologia, com interesse por um dos diversos tópicos ligados à astrobiologia.

Porto de Mello explica que há grande demanda pela troca de conhecimentos específicos nesta área no Brasil: existem astrônomos buscando exoplanetas - planetas que giram em torno de outros sóis -, investigando a formação de discos planetários e de estrelas potencialmente interessantes do ponto de vista astrobiológico; biólogos e químicos pesquisando a origem e o desenvolvimento da vida com enfoque bioquímico e genético e também analisando a química do meio interestelar, em busca de compostos orgânicos; geólogos e geofísicos investigando os registros atmosféricos e geológicos da Terra jovem, assim como de outros planetas e satélites do Sistema Solar. O astrônomo destaca as pesquisas de biólogos sobre os extremófilos – bactérias que sobrevivem e evoluem em ambientes sujeitos a condições extremas, como temperaturas muito altas, muito baixas, pressões, salinidade e pH alto.

“O I BWA favorecerá troca de idéias, resultados e perspectivas para cientistas e estudantes dessa área multidisciplinar”, diz.

O workshop terá palestras de revisão, comunicações orais, sessões de posters e discussões. O evento contará com os conferencistas internacionais David Catling, da Universidade de Bristol, na Inglaterra, que falará sobre habitabilidade planetária, e Janet Siefert, da Universidade de Rice, nos EUA, que abordará a origem da vida. A data limite para inscrição e submissão de resumos é 24 de fevereiro de 2006. Mais informações em www.das.inpe.br/astrobio