A água é a essência da vida. Cada ser vivo na Terra contém água. A Terra é rica em vida porque é rica em água. Esta ligação fundamental entre a água e a vida deve-se em parte às propriedades extraordinárias da água, mas em parte se deve ao facto de a água ser uma das moléculas mais abundantes no Universo. Feito de uma parte de oxigênio e duas partes de hidrogênio, sua estrutura é simples e forte. O hidrogênio vem do fogo primordial do Big Bang e é de longe o elemento mais comum. O oxigênio é criado nos núcleos das grandes estrelas, junto com o carbono e o nitrogênio, como parte do Ciclo de fusão CNO.
Devido à sua origem, geralmente pensamos que o oxigênio (e correspondentemente a água) cresceu em abundância ao longo do tempo. Desde as primeiras estrelas até aos dias de hoje, cada geração lançou oxigénio para o espaço nos seus momentos finais. Assim, embora a água fosse rara no Universo primitivo, é relativamente comum agora. Mas um novo estudo sugere que não é o caso.
Os astrónomos categorizam as estrelas em populações dependendo da sua idade e metalicidade, onde “metais” são quaisquer elementos que não sejam hidrogénio e hélio. As estrelas mais jovens e mais ricas em metais, como o Sol, são chamadas de População I. As estrelas mais antigas com menos metais são População II. As estrelas mais antigas, as primeiras estrelas a aparecer no Universo, são conhecidas como População III. Embora não tenhamos observado estrelas Pop III diretamente, elas seriam estrelas enormes feitas inteiramente de hidrogênio e hélio. As primeiras sementes de tudo o que vemos ao nosso redor, desde oceanos a árvores e amigos queridos, formaram-se dentro destas primeiras estrelas. Um novo estudo sobre o arXiv argumenta que as estrelas Pop III também inundaram o cosmos com água.
Em seu estudo, a equipe modelou as explosões de estrelas primitivas pequenas (13 massas solares) e grandes (200 massas solares). As estrelas grandes teriam sido as primeiras estrelas formadas a partir de nuvens primordiais, enquanto as estrelas menores teriam sido as primeiras estrelas a se formar nos primeiros berçários estelares. Não exatamente estrelas do Pop III, mas com baixíssima metalicidade. Quando as estrelas menores morreram, explodiram como supernovas típicas, mas quando as estrelas grandes morreram, explodiram como supernovas brilhantes. supernovas de instabilidade de pares.
Com base em simulações, estas estrelas teriam enriquecido enormemente o ambiente com água. As nuvens moleculares formadas a partir dos restos destas estrelas tinham 10 a 30 vezes a fração de água das nuvens moleculares difusas vistas hoje na Via Láctea. Com base nisto, a equipa argumenta que entre 100 e 200 milhões de anos após o Big Bang, já havia água e outros elementos suficientes nas nuvens moleculares para a formação de vida.
Se a vida realmente apareceu no Universo tão cedo é uma questão sem resposta. Há também o facto de que, embora a água se tenha formado precocemente, a ionização e outros processos astrofísicos podem ter quebrado muitas destas moléculas. A água pode ter sido abundante no início, mas o Universo entrou num período seco antes das estrelas Pop II e Pop I gerarem os níveis de água que vemos hoje. Mas é possível que grande parte da água que nos rodeia tenha vindo das primeiras estrelas.
Referência: Whalen, Daniel J., Muhammad A. Latif e Christopher Jessop. “Água abundante das primeiras supernovas no Cosmic Dawn.” Pré-impressão arXiv arXiv:2501.02051 (2025).
