Um estudo publicado na revista Nature Astronomy apresenta novos dados que desafiam as teorias tradicionais sobre a origem da água no universo. De acordo com os pesquisadores, a água pode ter se formado entre 100 e 200 milhões de anos após o Big Bang, um intervalo de tempo muito anterior ao que era anteriormente considerado. Essa descoberta pode ter consequências significativas para a compreensão da evolução cósmica e das condições que possibilitaram o surgimento da vida.
A água é fundamental para a vida como conhecemos, sendo composta por hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio é um dos primeiros elementos formados após o Big Bang, enquanto o oxigênio surge mais tarde, a partir de reações nucleares que ocorrem dentro de estrelas e de explosões de supernovas. A tarefa de determinar quando esses dois elementos se juntaram para formar água tem apresentado diversos desafios para a comunidade científica.
Para explorar a formação precoce da água, uma equipe de pesquisadores, liderada por Daniel Whalen, utilizou modelos computacionais de duas supernovas primordiais. As simulações envolveram a explosão de uma estrela com 13 vezes a massa do Sol e outra com 200 vezes a massa solar. Os resultados indicaram que as altas temperaturas e densidades geradas pelas supernovas propiciaram o surgimento de grandes quantidades de oxigênio. Na simulação da estrela menor, foram produzidos 0,051 massas solares de oxigênio, enquanto a simulação da estrela maior gerou cerca de 55 massas solares.
Conforme o oxigênio gasoso esfriava e se misturava com o hidrogênio remanescente das explosões, a água começou a se formar em densos aglomerados de material. Esses agrupamentos possivelmente serviram como locais de formação para a segunda geração de estrelas e planetas. Na simulação da estrela menor, a massa de água alcançou o equivalente a um milionésimo de uma massa solar entre 30 e 90 milhões de anos após a explosão. Na simulação da estrela maior, a quantidade de água chegou a cerca de 0,001 massas solares após 3 milhões de anos.
Os pesquisadores sugerem que, caso a água tenha conseguido resistir à formação das primeiras galáxias — um processo que poderia ser destrutivo —, ela pode ter sido incorporada à formação de planetas há bilhões de anos. As descobertas indicam que a água pode ter sido um componente fundamental de algumas das primeiras galáxias, já presente entre 100 e 200 milhões de anos após o Big Bang. Os resultados das simulações indicam que os núcleos de nuvens enriquecidos de metais provenientes de supernovas da População III foram provavelmente os principais locais de formação de água em diversos halos primordiais.
As supernovas primordiais não somente criaram água, mas também a espalharam pelo universo. Os remanescentes dessas explosões continham vapor de água, com frações de massa que variavam entre 10−14 e 10−12 na supernova CC, e entre 10−12 e 10−10 na supernova PI. Embora a água se formasse em ambos os halos, as massas totais permaneceram pequenas e o crescimento foi lento devido às baixas densidades nos remanescentes de supernovas em expansão.
Esse estudo proporciona novas perspectivas sobre a formação de planetas habitáveis e a distribuição de água no universo primitivo. A compreensão de como a água apareceu e evoluiu no cosmos pode oferecer pistas essenciais sobre a possibilidade de vida em outros planetas, além de contribuir para a narrativa da origem do nosso próprio sistema solar.
