Hélio-3 na Via Láctea revela abundância da matéria no Universo primordial

2002-01-17
Astrónomos utilizando o rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
telescópio de Green Bank (EUA) conseguiram determinar a quantidade de matéria criada pelo Big Bang e confirmaram que essa matéria só é responsável por uma pequena fracção dos efeitos gravitacionais observados no Universo. Os cientistas conseguiram chegar a essa conclusão a partir da determinação da abundância de Hélio-3 (Hélio com somente um neutrão
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
e dois protões
protão
Partícula que, juntamente com o neutrão, constitui os núcleos atómicos. Todos os átomos têm pelo menos um protão e é o número de protões que determina o elemento químico do átomo. Os protões têm carga eléctrica positiva. Os protões são formados por três quarks (dois u e um d), são bariões (e hadrões), e o seu spin é um número semi-inteiro.
no seu núcleo) na Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
.

De acordo com a teoria, momentos após o Big Bang, protões e neutrões começaram a combinar-se dando origem a Hélio-3 e a outros elementos básicos. A avaliação precisa da quantidade destes elementos primordiais na nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
permite inferir a quantidade de matéria que deve ter sido criada quando o Universo tinha apenas alguns minutos de idade.

Robert Rood, da Universidade da Virgínia, iniciou a sua procura de Hélio-3 na nossa galáxia em 1978. Naquela altura acreditava-se que o Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
produzia este elemento no seu interior. Surpreendentemente, as observações de Rood indicaram que havia uma quantidade muito inferior ao que era previsto pelos modelos. A partir desta descoberta, Rood e seus colaboradores decidiram ampliar a sua procura e pesquisar em toda a Via Láctea. Após duas décadas de observações, independente das regiões observadas terem um maior ou menor número de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
em formação, concluíram que a abundância relativa de Hélio-3 era constante.

Tendo em conta que os processos estelares parecem ter pouco ou mesmo nenhum impacto na quantidade de Hélio-3 na nossa galáxia, puderam tirar duas conclusões importantes. Em primeiro lugar, a necessidade de repensar os modelos de funcionamento interno de estrelas como o Sol. Em segundo lugar, o facto de a criação ou destruição de Hélio-3 na nossa galáxia não ter um valor apreciável, implica que o valor detectado é muito provavelmente igual à abundância de Hélio-3 primordial, criado pelo Big Bang.

Utilizando esse valor pode-se calcular a quantidade de matéria vulgar que deve ter sido criada na fase primordial do Universo. Considera-se matéria vulgar toda a matéria constituída por bariões
barião
O barião é uma partícula constituída por três quarks. Os protões e os neutrões são bariões. Tal como os mesões, os bariões são um subconjunto dos hadrões, ou seja, das partículas sujeitas à interacção nuclear forte.
, classificação de partículas subatómicas onde se incluem os protões e neutrões.

Este resultado está de acordo com outros estudos que também restringem a quantidade de matéria no Universo. Estes estudos indicam que a matéria que faz as estrelas, os planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
e o Universo observável
Universo observável
Chama-se Universo observável a tudo o que pode ser observado até ao limite em que, no passado, e de acordo com os modelos teóricos, o Universo era opaco, ou seja, quando tinha uma idade de apenas cerca de 300 mil anos.
só é responsável por uma pequena fracção do efeito da gravidade no Universo.

A matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
, que pode ser bariónica (pequenas estrelas, rochas, etc..) e não bariónica, é certamente a principal responsável pela gravidade que mantém as galáxias e as estruturas de larga-escala coesas.

Os astrónomos fizeram as suas medições a uma frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
de 8.665 Ghz, que é a frequência naturalmente emitida pelo Hélio-3 ionizado
ionização
Processo pelo qual um átomo (ou molécula) electricamente neutro ganha ou perde um ou mais electrões, transformando-se num ião.
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Fonte da notícia: http://www.aoc.nrao.edu/pr/he3.html