Há mais de seis mil milhões de anos, as periferias da Via Láctea eram os locais mais seguros para o desenvolvimento de possíveis formas de vida, protegidas das explosões mais violentas do Universo: rajadas de raios gama e supernovas.
Um novo estudo do Instituto Nacional de Astrofísica e da Universidade de Insubria, em Itália, liderado por Riccardo Spinelli, analisou onde e quando a vida se pode ter desenvolvido na Via Láctea a partir de violentas explosões cósmicas, como explosões de raios gama (GRB) e supernovas.
As supernovas e os GRBs estão ligados ao ciclo de vida das estrelas e, em particular, à sua morte. Uma supernova ocorre quando uma estrela muito mais massiva do que o Sol chega ao fim da sua vida e explode; ou quando uma anã branca – o remanescente de estrelas menos massivas – explode após acumular massa de uma companheira num sistema binário.
Por sua vez, um GRB é um brilho intenso de radiação de alta energia emitida quando uma estrela muito massiva e em rotação rápida morre; ou quando duas estrelas de neutrões ou uma estrela de neutrões e um buraco negro se fundem.
Uma supernova liberta, na faixa de alta energia, tanta energia como a Via Láctea, que contém biliões de estrelas, em poucas horas. Um GRB emite em 10 segundos o que a nossa galáxia emite num século.
“O nosso trabalho mostra que, até há seis mil milhões de anos, excluindo as regiões periféricas da Via Láctea, que tinham relativamente poucos planetas, devido à alta formação de estrelas e baixa metalicidade, os planetas estavam sujeitos a muitos eventos explosivos capazes de desencadear uma extinção em massa”, disse Spinelli, em comunicado.
Mais tarde, a partir de há quatro mil milhões de anos, o aumento de elementos pesados produzidos por gerações estelares posteriores reduziu a frequência de GRBs, garantindo um ambiente mais seguro nas regiões mais centrais da galáxia, entre 6.500 e 26 mil anos-luz do centro galáctico, onde os planetas terrestres são mais abundantes.
Paralelamente, o aumento da formação de estrelas na periferia da galáxia favoreceu a ocorrência de GRBs, tornando essas regiões inseguras.
“As supernovas são mais frequentes em regiões de formação de estrelas, onde se formam estrelas massivas”, explicou Giancarlo Ghirlanda, investigador do INAF.
“Os GRBs, por outro lado, preferem regiões de formação de estrelas que ainda são pouco engolfadas por elementos pesados. Nessas regiões, estrelas massivas formadas por gás pobre em metais perdem menos massa durante a sua vida devido aos ventos estelares. Portanto, essas estrelas conseguem manter-se em rotação rápida, condição necessária para poder lançar, uma vez formado um buraco negro, um jato poderoso”.
Os investigadores usaram um modelo que “prevê que as regiões internas, ao contrário das regiões periféricas, se formaram rapidamente nos primeiros estágios da história da nossa galáxia”, disse Francesco Haardt, professor da Universidade de Insubria.
“Com o passar do tempo, a taxa de formação de estrelas diminuiu no centro e aumentou gradualmente na periferia. Consequentemente, o gás primordial de hidrogénio e hélio foi enriquecido com elementos mais pesados (oxigénio, carbono, nitrogénio) rapidamente no centro da Via Láctea, enquanto na periferia foi enriquecido mais gradativamente, sem entretanto atingir as altas metalidades das regiões centrais”, continuou.
“Excluindo as regiões muito centrais, a menos de 6.500 anos-luz do centro galáctico, onde as explosões de supernovas são mais frequentes, o nosso estudo sugere que a pressão evolutiva em cada época é determinada principalmente por GRBs”, afirmou Spinelli. “Embora sejam eventos muito mais raros do que as supernovas, os GRBs conseguem causar uma extinção em massa a distâncias maiores: sendo os eventos mais energéticos, são as bazucas com maior alcance”.
Este efeito na Terra seria catastrófico. Estudos sugerem que a radiação gama libertada por um GRB dentro de 3.300 anos-luz da Terra destruiria a camada de ozono na atmosfera: sem essa proteção, o planeta ficaria exposto à radiação ultravioleta do Sol que poderia desencadear a extinção de quase todas as formas de vida na superfície.
“Como efeito secundário, a destruição da camada de ozono produziria compostos de nitrogénio. Isso reduziria a luz solar visível, causando arrefecimento global”, acrescentou o líder do estudo.
Vários estudos propuseram que a primeira das cinco extinções em massa que afetaram a Terra, a extinção em massa do Ordoviciano Tardio, há cerca de 445 milhões de anos, foi causada por um GRB. O trabalho de Spinelli apoia essa hipótese.
Em relação ao passado “recente”, o estudo constata que, nos últimos 500 milhões de anos, a Via Láctea se tornou globalmente mais segura do que em épocas anteriores, com as regiões periféricas a ser mais esterilizadas por GRBs letais do que as centrais, dentro de 6.500 anos-luz desde o centro galáctico principalmente exposto a supernovas.
À distância do Sistema Solar do centro galáctico, este trabalho estima que houve pelo menos um GRB letal nos últimos 500 milhões de anos, possivelmente associado à primeira grande extinção.
Este estudo foi publicado este mês na revista científica Astronomy & Astrophysics.
