O cosmos é escuro. O diafragma de Lilly-Madau revela que se tornará ainda mais escuro.
O que torna o Universo escuro mais brilhante — pelo menos, em certos sítios — é a luz das estrelas, mas elas não estavam presentes desde o início.
Segundo o Scientific American, em tempos, deve ter havido uma altura em que nem uma única estrela brilhava no Universo. Mais tarde, formaram-se muitas estrelas em muitas galáxias.
Depois disso, as velhas estrelas extinguiram-se ou explodiram e novas estrelas surgiram.
Mas como é que este ciclo se apresenta a longo prazo e numa média cósmica? Será que as estrelas se tornam cada vez menos ao longo do tempo?
Existe uma fórmula que mostra aos físicos o quadro geral da taxa de formação de estrelas ao longo do tempo:
Nesta equação, ψ é a taxa de formação estelar em função do desvio para o vermelho, z.
Desde o início do século XX, os cientistas sabem que o cosmos está a expandir-se, o que significa que as galáxias distantes estão a afastar-se cada vez mais de nós. Como resultado, a frequência da luz está a mudar e a tornar-se mais vermelha.
Quanto mais forte for o desvio para o vermelho, mais tempo a luz tem estado a viajar e mais longe no Passado podemos olhar. Isto é extremamente prático porque, de outra forma, não teríamos qualquer hipótese de determinar a taxa de formação de estrelas no Passado.
Não conseguimos observar diretamente como as estrelas se formam ou desaparecem em galáxias com milhares de milhões de anos. Mas podemos, por exemplo, medir a quantidade de luz ultravioleta que nos chega dessas estrelas.
Como as estrelas jovens são quentes, brilham particularmente nesta gama de comprimentos de onda. As medições são muito complexas, mas com indicadores como a luz UV, podemos ter uma boa ideia de como a taxa de formação de estrelas mudou ao longo do tempo.
Os astrónomos Piero Madau e Simon Lilly puseram esta ideia em prática pela primeira vez na década de 1990.
Se traçarmos os dados correspondentes — o desvio para o vermelho z e a taxa de formação estelar associada ψ — num diagrama, obtemos uma curva que é descrita pela equação acima.
O chamado diagrama de Lilly-Madau revelou que a formação de estrelas aumentou muito rapidamente nos primeiros tempos do Universo e atingiu um pico cerca de dois mil milhões a três mil milhões de anos após o Big Bang.
Este cume da curva — um período em que a maioria das galáxias e buracos negros se formaram — é chamado “meio-dia cósmico” e chegou ao fim há cerca de oito mil milhões de anos. Desde então, a taxa média de formação de estrelas tem continuado a diminuir lentamente.
Vivemos naquilo a que se pode chamar a “tarde cósmica” e estamos a caminhar para uma “noite cósmica“. A dada altura, num futuro muito distante, não haverá quaisquer estrelas a brilhar no Universo.
No entanto, novas observações mostram que o quadro é talvez ainda mais complexo. Se olharmos para um diagrama de Lilly-Madau que inclui apenas as galáxias do nosso Universo local — uma área com cerca de 35 milhões de anos-luz de diâmetro à volta da nossa Via Láctea — ele difere significativamente da curva obtida a partir de dados para todo o cosmos.
A taxa de formação de estrelas diminui muito mais lentamente no nosso cantinho. Os erros de medição podem ser responsáveis por esta discrepância. Ou o Universo pode não ser tão homogéneo em grandes escalas como os cientistas supõem.
Se houvesse regiões em que a matéria estivesse mais ou menos densamente distribuída, essa variabilidade também teria impacto na taxa de formação de estrelas.
No entanto, seriam necessárias mais provas para ter confiança nesta ideia — sobretudo porque esta hipótese contradiz o princípio cosmológico, que pressupõe a homogeneidade do Universo.
Seja como for, a boa notícia é que a tarde cósmica vai durar muito tempo — cerca de 100 triliões de anos, segundo algumas estimativas.
E a nossa estrela mais próximo — o Sol — ainda tem cerca de sete ou oito mil milhões de anos.
