As Primeiras Estrelas II - Faça-se Luz!

As estrelas jovens ricas em metais não chamadas de “estrelas de população 1”, as estrelas mais velhas pobres em metais são as “estrelas de população 2”. As estrelas desprovidas de metais são as “estrelas de geração 3” ou “primeiríssima geração”.

As nuvens de gás primordial formavam-se nos nós de uma rede de filamentos de pequena escala e depois começavam a contrair-se devido à gravidade. A compressão aquecia o gás acima dos 1000 Kevin. Alguns átomos de hidrogénio combinavam-se em pares criando alguns traços de hidrogénio molecular. Estas molécuilas resfriavam as partes mais densas do gás emitindo radiação infravermelha depois de colidir com átomos de hidrogénio. A temperatura nas zonas mais densas caía para 200 a 300 Kelvin permitindo que se contraíssem até formar caroços gravitacionalmente ligados.

Esse arrefecimento teve um papel importante, permitiu que a matéria comum se separasse da matéria escura.

Os caroços mais densos contraíam-se e alguns colapsavam, formando estrelas.

Grão de poeira e moléculas com elementos pesados arrefecem as nuvens actuais com mais eficiência, até cerca de 10 Kelvin. A massa mínima para colapsar sob a acção da própria gravidade é a “massa de Jeans”.

Em nuvens moleculares na parte mais próxima de nós, na Via Láctea, a massa de Jeans é igual à do Sol. Os primeiros caroços formadores de estrelas teriam sido de 500 a 1000 MSol.

Em geral, uma estrela forma-se de “dentro para fora”, absorvendo gás dos caroços das vizinhanças e formando num núcleo central proto-estelar. À medida que a massa da estrela aumenta, ela produz radiação e fluxos de matéria que podem expulsar uma grande parte do gás do caroço em colapso. Estes efeitos dependem da presença de elementos pesados e eram importantes para as primeiras estrelas. Os cálculos mostram que uma estrela de população 3 cresce até 50 MSol nos primeiros 10 mil anos depois do núcleo inicial se formar. Poderá crescer até 100 ou 100 MSol, o que leva a concluir que as primeiras estrelas eram bastante mais maciças que o Sol.