Roberto Costa: nebulosas, estrelas e vida

Ouçam, abaixo, o primeiro episódio do podcast de entrevistas do astrobiologia.com.br. Nele, o astrofísico Roberto Dias da Costa fala sobre nebulosas planetárias, as abundâncias químicas das nebulosas e a evolução química da Via Láctea, sempre de olho no significado que os ciclos de existência das estrelas têm para a vida no universo. Além de ouvir, você pode ler a transcrição da entrevista logo abaixo.

A Nebulosa do Olho do Gato, uma nebulosa planetária a mais de 4 mil anos-luz do sistema solar (crédito: ESA/Hubble)

Transcrição da entrevista com Roberto Costa, astrofísico do IAG-USP

Danilo Albergaria

Sejam bem-vindos ao primeiro episódio do podcast do astrobiologia.com.br, o site em que vocês poderão encontrar informações de qualidade, em português, sobre a astrobiologia, a ciência que estuda a origem, a evolução, a distribuição e o futuro da vida no universo. Eu sou Danilo Albergaria, jornalista de ciências e pesquisador da comunicação da astrobiologia. Meu trabalho é financiado pela Fapesp, e venho participando de esforços liderados pela NASA para elaborar uma estratégia de comunicação da busca por vida fora da Terra.

Nesse primeiro episódio de uma série de entrevistas com cientistas brasileiros, eu converso com o astrofísico Roberto Dias da Costa, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP. O Roberto é também o atual diretor do Parque de Ciência e Tecnologia da USP, o Cientec, que fica na cidade de São Paulo e promove atividades de educação e divulgação científica abertas gratuitamente ao público.

O Roberto é um dos mais importantes pesquisadores brasileiros sobre nebulosas planetárias, que se formam quando estrelas do tipo do Sol chegam ao final de sua existência. O Roberto também deu enorme contribuição ao estudo das abundâncias químicas das nebulosas e a evolução química da Via Láctea. A gente passeou por esses temas na nossa conversa, dando especial atenção para a relação que existe entre o final da existência das estrelas e os elementos químicos que constituem os seres vivos aqui na Terra. O oxigênio, o carbono, e todos os elementos químicos que compõem o nosso corpo e que são mais pesados do que o hidrogênio foram formados, há bilhões de anos atrás, por estrelas chegando ao fim de sua história – agonizando e morrendo, entre aspas. Hoje a gente sabe que a morte das estrelas semeia e aduba com elementos importantes para a vida as nebulosas no espaço ao seu redor, onde outros sistemas de estrelas e planetas vão nascer. Ou seja, o nosso papo abriu uma janela sobre os ciclos naturais que parecem permear a existência da vida no universo.  

Eu comecei pedindo para o Roberto me contar como foi que ele se interessou por nebulosas planetárias. E a partir daí, o papo voa.

Roberto Costa

Pra falar disso, tem que voltar lá no começo do meu doutorado, quando eu vim do Rio Grande do Sul, onde eu fiz graduação, pra cá. Eu fiz física lá em Porto Alegre, fiz o mestrado lá, mas no começo do doutorado eu queria muito vir pra São Paulo, porque na época, tô falando aí, final dos anos 80, eu queria muito trabalhar com o professor José Pacheco, aqui do IAG. que era, na época, o melhor nome de astrofísica estelar do Brasil.  Era o cara que mais ecoava em termos de publicações, referências e tal. Surgiu a oportunidade de vir trabalhar com ele e eu acabei trocando o projeto. Não segui o meu projeto de mestrado, que era outra coisa. E o professor Pacheco, na época, estava muito interessado nessa questão das abundâncias químicas das nebulosas planetárias e a relação delas... com a evolução da galáxia. Qual é a ideia de uma nebulosa planetária? Primeiro, o nome é uma pegadinha, não tem nada a ver com planeta. O nome tem a ver com o fato de que, vistos com pequenos telescópios, é um esferoide que parece Urano, parece Netuno. Não é um ponto, é um esferoide que dá para distinguir um diâmetro meio nebuloso. Daí o nome nebulosa planetária é nebulosa que parece com planeta. Então o nome... já pode levar uma pessoa desavisada a ir para o lado errado.

Danilo Albergaria

Só um detalhe sobre isso, Roberto. Na história da astronomia, a gente tem ali no final do século XVIII, William Herschel fazendo umas observações sobre nebulosas. E a gente tem até o catálogo do Messier,

Roberto Costa

 Do Messier, que é mais antigo ainda

Danilo Albergaria

 antigo ainda, que não engloba só chamadas nebulosas, mas hoje tem

Roberto Costa

 galáxias, aglomerados. Tudo que era difuso, você conhece a história, o Messier queria um catálogo de objetos que não fossem cometas, porque ele procurava cometas. O curioso é que um deles não existe, provavelmente era um cometa. Um deles, eles se enganam. Mas enfim, sim, é isso mesmo. Esses objetos lá no começo foram colocados todos no mesmo saco, objetos que eram difusos, que não eram fontes pontuais como as estrelas. Só no século XX é que a verdadeira natureza começou a ser separada. As galáxias, eu acho que é o grande exemplo, as galáxias até um século atrás, até os anos 1920 e poucos... eram chamadas de nebulosas espirais. As galáxias espirais eram chamadas de nebulosas espirais. Foi só o Edwin Hubble lá, com o telescópio do Monte Wilson, que era o primeiro telescópio profissional moderno. que conseguiu determinar a distância de Andrômeda e viu que esses objetos não eram da nossa galáxia, eram de outra natureza completamente diferente.

Danilo Albergaria

 Esse é um detalhe da história da astronomia também, que quando eu conto para as pessoas que não estão familiarizadas, elas ficam meio espantadas. Ah, é? Faz 100 anos só que a gente sabe que as galáxias espirais não são objetos intragalácticos.

Roberto Costa

 Faz 100 anos que se sabe que outras galáxias existem. Até um século atrás, até os anos 1920, se achava que só a Via Láctea existia. Não. Agora já se sabe que existem trilhões de galáxias apenas na fração observável do universo. A gente daqui da Terra só consegue ver aquela fração do universo cuja luz emitida desde o Big Bang chegou até aqui. Isso é um esferoide centrado em nós, obviamente, que estamos observando. É um esferoide com em torno de 46 bilhões de anos-luz de raio centrado na Terra.

 Tem uma pegadinha aí, as pessoas desavisadas no começo... o universo tem 13,8 bilhões de anos de idade, então o mais distante que eu posso ver está a 13,8 bilhões de anos-luz. Não. Tem umas pegadinhas da teoria da relatividade e da questão da velocidade da luz que precisam ser levadas em conta. Tem que calcular um parâmetro chamado distância co-móvel. tem a ver com o fato de que desde que o objeto emitiu a luz, o universo já se expandiu bastante, e então o universo observável tem 46 bilhões de anos-luz de raios centrados em nós, mas essa é apenas uma fração do universo real. Que tamanho tem o universo real? Aí depende de modelos.

Danilo Albergaria

 Bom, esses detalhes aí de modelos cosmológicos, etc., seria interessante a gente falar um pouquinho mais, um pouco mais para frente. Vamos voltar um pouquinho para a questão das nebulosas planetárias. Quando a gente estava falando, então, foi só ao longo do... Até o final do século XIX, começo do século XX, a astronomia começou a evoluir bastante observacionalmente, foi capaz de distinguir tipos de nebulosas diferentes, etc. E quando que as nebulosas planetárias, essa noção que a gente tem hoje... de que elas são estrelas do tipo solar no final da vida delas, quando que essa noção, quando que essa concepção se solidifica e aparece?

Roberto Costa

 Quando os modelos de evolução estelar foram elaborados, entre os anos 30 e os anos 50. Aí que as coisas ficaram claras. Começaram a ficar claras nos anos 30 e terminaram de ficar claras no final dos anos 40 e início dos anos 50. Quando se entendeu... Primeiro, a verdadeira natureza das estrelas, isso também. Isso foi uma conquista de uma astrônoma que pouca gente ouve falar, que é Cecília Payne. Foi ela que entendeu a natureza das estrelas, isso em 1925, foi a famosa tese de doutorado dela, faz um século, 101 anos. que demonstra que as estrelas são compostas de hidrogênio e hélio, portanto a fusão nuclear é a fonte de energia das estrelas.

 Uma vez sabido isso, uma vez que um outro personagem importante, o indiano Subramanian Chandrasekhar, estabeleceu as equações que descrevem o interior das estrelas, isso começou a possibilitar a modelagem, primeiro feita à mão e depois a partir do final dos anos 40 e início dos anos 50 com os primeiros computadores. Aí sim começou a se entender. Então o que é uma nebulosa planetária? É o produto da evolução das estrelas chamadas de massa intermediária. São aquelas que têm entre 80% e 8 vezes a massa do Sol. No final do seu ciclo evolutivo... que algumas pessoas chamam de final da vida, eu não gosto muito desse termo porque não são organismos vivos. Então, falar em vida é uma espécie de licença poética. Elas não nascem, elas não morrem, porque elas não vivem. Elas se formam, elas têm um ciclo evolutivo que conclui de uma certa maneira. As estrelas de massa intermediária concluem seu ciclo evolutivo. Como que isso acontece? Elas encolhem o núcleo estelar, o núcleo onde ocorrem as reações de fusão nuclear. Elas encolhem o seu núcleo e por conservação do momento angular, uma lei de conservação clássica da física, encolheu o núcleo, ela expande as camadas externas e essa velocidade de expansão pode ser maior do que a velocidade de escape, então ela ejeta as camadas externas na forma de um esferoide em torno do objeto central, um antigo núcleo estelar. Esse esferoide vai embora, ele é muito finito no tempo. Uma nebulosa planetária dura tipicamente entre 30 mil e 50 mil anos. Depois ela se dispersa no meio interestelar.

Danilo Albergaria

 Então é uma parte muito breve da evolução estelar. Muito

Roberto Costa

 Muito breve, o finalzinho.

Danilo Albergaria

 É o finalzinho, são os últimos momentos das...

Roberto Costa

 Das estrelas de massa intermediária. Exatamente. Resta lá o antigo núcleo estelar, a anã branca, que essa vai ficar indefinidamente lá. E o antigo envoltório da estrela é ejetado, então, para o meio interestelar com uma velocidade mensurável, isso é fácil medir. E através desse mecanismo que o meio interestelar é enriquecido nos elementos químicos produzidos por essas estrelas. Ao longo do seu ciclo evolutivo, as estrelas vão fabricando elementos químicos com massa atômica cada vez maior. Primeiro, o hidrogênio vai se transformando em hélio. É o que está acontecendo agora no núcleo do Sol. No núcleo do Sol, a cada segundo, 600 milhões de toneladas de hidrogênio são transformadas em hélio. Por segundo. Mas isso não é muito em relação à massa do Sol? Não. Isso é absolutamente insignificante. Em todo o ciclo evolutivo do Sol, que é alguma coisa como 10, 12 bilhões de anos, isso não é uma alteração significativa na massa do Sol.

Danilo Albergaria

 Desculpe interromper, Roberto, mas a gente estava falando que é um processo que dura 30, 50 mil anos. São os últimos instantes do processo evolutivo dessas estrelas, é porque a gente está falando de objetos que duram na escala de 10 bilhões de anos. De 10 bilhões. Ou mais, dependendo, depende da massa. Se tiver menos massa,  pode durar mais. Se tiver mais massa, dura um pouco menos. Mas a gente está falando de bilhões de anos.

Roberto Costa

É, se tiver mais massa, dura muito menos. Ver que uma estrela como o Sol, ciclo evolutivo, 10 a 12 bilhões de anos. Uma estrela que tenha 20 vezes a massa do Sol... O ciclo evolutivo é menos de 10 milhões de anos.

Danilo Albergaria

 Mas aí o final da vida dela vai ser muito mais violento.

Roberto Costa

 Aí é uma explosão de supernova. Aí é outra história.

Danilo Albergaria

 Eu queria conversar contigo um pouquinho sobre isso, mas só para a gente completar o assunto das nebulosas planetárias. Então, só para o público geral entender, a gente está falando de objetos que duram bilhões de anos.  E no final da evolução desses objetos, primeiro eles incham, eles se tornam gigantes vermelhas. E esse processo em que ele incha e vira uma gigante vermelha, por exemplo, no caso do Sol, as estimativas é que o Sol vai ficar tão grande de volume, que ele pode engolir a Terra, o que é absurdo, é gigantesco.

Roberto Costa

 Em termos de volume, é aumentar imensamente o volume.

Danilo Albergaria

 Não muda a massa, mas é o volume só. Quanto tempo dura esse processo de inchar e virar uma gigante vermelha? E quanto tempo ele fica como gigante vermelha?

Roberto Costa

 O processo é... Comparado com o tempo de vida da chamada sequência principal, em que o Sol está agora, ou seja, numa queima estacionária, queima entre aspas, é fusão nuclear, não é combustão, mas uma queima estacionária de hidrogênio sendo transformado em hélio no núcleo, que está acontecendo agora, vai durar em torno de 10 bilhões de anos. Depois, a evolução para a nebulosa planetária, dezenas de milhões de anos. O tempo como nebulosa planetária, 100, 120 milhões de anos. Milhões. Parece muito tempo. É muito tempo comparado com a nossa existência, ou mesmo com a evolução das espécies. Mas não é muito tempo se comparar com a evolução geológica do nosso planeta. Não é muito tempo se comparar com a evolução de uma estrela, com a massa do Sol. Então são fases que ocorrem muito rapidamente no final do ciclo evolutivo dessas estrelas.

Danilo Albergaria

 Agora, as nebulosas planetárias têm uma característica que eu acho interessante, que é o fato de que não tem uma que é igual à outra. Elas são muito variadas.

Roberto Costa

 São muito diferentes.

Danilo Albergaria

 Elas assumem formas e cores. Elas têm características diferentes. Fala um pouquinho disso.

Roberto Costa

 Então, a forma básica é aquele esferoide que a gente comentou. ali atrás. Mas diversos fatores podem modificar a forma do esferoide. Por exemplo, se a estrela fizer parte de um sistema binário, já não vai ser um esferóide regular. Se a estrela tiver um disco planetário, e agora você sabe que a maioria das estrelas tem discos planetários, ter planetas é a regra, não é exceção. É muito comum formar estruturas em forma de ampulheta, estruturas bipolares, com um pólo em cima e um pólo embaixo. Por quê? Porque a região do disco planetário impede um pouco a expansão do gás. Então fica uma estrutura bipolar como uma ampulheta. São muito comuns as nebulosas planetárias bipolares. Outras têm sistemas estelares duplos, triplos, que mudam a forma da nebulosa também. A mudança nas cores está relacionada com a composição química, porque esse processo de ejeção joga para o meio interestelar materiais processados lá dentro. Hélio, carbono, nitrogênio, um pouco de oxigênio e cores diferentes estão relacionadas com as abundâncias dos elementos que a gente vê lá. Tem que tomar um pouco de cuidado quando a gente vê fotos profissionais, porque essas fotos sempre, sempre têm um processamento digital para realçar alguma coisa que o dono da imagem, o astrônomo, está querendo mostrar. Então, cuidado com as cores.

Danilo Albergaria

 Alguma presença de um elemento que ele está querendo mostrar que tem ali, daí eles alteram as cores.

Roberto Costa

 Vai reforçar aquelas cores, exatamente.

Danilo Albergaria

 Não é exatamente aquilo que nós estamos vendo. Se a gente estivesse vendo a olho, sei lá, de alguma distância um pouco mais próxima do objeto, a gente não veria aquelas cores ali.

Roberto Costa

 Não tão contrastadas. Com certeza.

Danilo Albergaria

 Agora, qual foi a trajetória do conhecimento sobre as nebulosas planetárias? Como ele progrediu ao longo da sua carreira? O que os astrônomos descobriram, por exemplo, ao longo da sua carreira sobre as nebulosas planetárias, que foi novidade e que não era sabido antes?

Roberto Costa

 Ah, bastante coisa. Por exemplo, algo que nós trabalhamos muito aqui na USP, aqui no IAG, levantamentos de como que se distribuem as abundâncias das nebulosas planetárias no disco da galáxia, ou seja, próximo do centro galáctico e próximo da borda. O que está por trás disso? É como se dá a evolução química da galáxia. Mais próximo do centro galáctico, com maior abundância de gás, mais gerações de estrelas se sucederam e o ambiente é mais rico em elementos pesados. Para um astrônomo, elemento pesado é tudo que não é hidrogênio e hélio. Então, quando eu falo elemento pesado, eu estou falando de carbono, de nitrogênio, de oxigênio.

Danilo Albergaria

 Que vocês chamam de metais também, né?

Roberto Costa

 Os astrônomos, com uma licença poética absolutamente indefensável, chamam de metais, exatamente. Esse é um vício dos astrônomos, chamar tudo que não é hidrogênio e hélio de metal. Mas é isso mesmo. Então, essa discussão estava muito, muito na moda lá nos anos 90, para tentar entender como se dá o mapeamento da evolução química da galáxia. E depois, no início dos anos 90, ao longo dos anos 90, com a popularização dos computadores de acesso pessoal, que antes não tinha, até o final dos anos 80 só existiam os grandes computadores das universidades. A ideia de ir na loja, comprar um computador e trazer para casa surgiu no final dos anos 80. Aí começou a ser possível, com os grandes computadores e a popularização deles, começou a ser possível modelar a evolução não apenas de uma estrela, mas de uma galáxia, ou seja, de um conjunto de estrelas. As estrelas se formam de acordo com padrões bem específicos, com a distribuição de massa. Estatisticamente é muito mais fácil você formar estrelas de pequena massa do que estrelas de grande massa. Isso aí vai se refletir em como se dá a evolução química da galáxia. Isso tudo são coisas que não eram conhecidas nos anos 90, agora são. E mais recentemente, no século 21 já, os grandes levantamentos, que não existiam. Isso representou uma mudança completa de paradigma da época que eu fiz meu doutorado, lá no início dos anos 90, para agora. Antigamente, o que significava um projeto observacional? Significava... O astrônomo tem uma ideia, ah, eu vou estudar tal fenômeno, tal processo, num conjunto de estrelas. Então ele redigia um pedido de tempo para um telescópio profissional. O pedido de tempo, esses pedidos de tempo são avaliados por comitês de alocação de tempo dos telescópios. Sempre, sempre nos telescópios profissionais o tempo pedido é maior do que o tempo disponível. Então existem comitês de alocação de tempo que fazem uma avaliação dos pedidos e classificam eles, mas os bem classificados recebem o tempo, os mal classificados tentam de novo no próximo semestre. Tipicamente isso acontece duas vezes por ano. Antes era assim, o cara fazia um pedido, submetia,  com sorte e talento o pedido era concedido e ele ganhava o seu tempo. Obtinha seus resultados, tratava de produzir um artigo científico. Agora não. Agora existem grandes levantamentos automáticos que produzem mais dados do que os astrônomos conseguem trabalhar. O desafio atual é entender esses dados, é processar essa informação toda. E entender isso à luz de modelos físicos críveis, realistas.

Danilo Albergaria

Então os astrônomos hoje têm uma ideia, vamos dizer assim, existe um levantamento, um mapeamento. da galáxia. Eu sei que o Gaia, por exemplo, fez um levantamento de, se não me engano, 2 bilhões de estrelas. É um negócio... Um pouco mais de 2 bilhões, mas é uma coisa absurda.

Roberto Costa

São tantos dados que o Gaia terminou de operar em janeiro do ano passado e o processamento final dos dados só vai acontecer em 2030.

Danilo Albergaria

Mas o mapeamento do Gaia inclui nebulosas planetárias?

Roberto Costa

Inclui.

Danilo Albergaria

Quantas nebulosas planetárias, então, você acha que tem, assim, que tem no levantamento do Gaia conhecidas e quantas tem na galáxia?

Roberto Costa

 Os dados do Gaia eu desconheço. Na galáxia conhecidas, alguma coisa entre 4 e 5 mil. Estatisticamente, supõe-se que seja da ordem de 30 mil. Então tem muitas ainda para entender. Em alguns casos não é simples distinguir uma nebulosa planetária de uma nebulosa ejetada por uma nova. Uma nova é um fenômeno que se dá quando duas estrelas transferem massa uma para outra e a que recebeu a massa sofre fusão nuclear superficial, não no núcleo estelar superficial, e ela então ejeta uma nebulosa muito parecida com uma nebulosa planetária.

Danilo Albergaria

 É só uma coisa, a maioria das estrelas na galáxia são sistemas binários, elas existem em duas.

Roberto Costa

 Uma grande fração delas são binárias, é.

Danilo Albergaria

 Então, provavelmente, novas não são fenômenos incomuns, né?

Roberto Costa

 Não, não, novas ocorrem com bastante frequência. Existe ainda um caso particular de novas chamadas estrelas simbióticas, também um nome tomado por empréstimo da biologia, tem a ver com como elas foram descobertas e com a cara delas. Enfim, é da natureza humana colocar as classificações em caixinhas. Muitas vezes a gente define uma caixinha para cada objeto e depois vai tentar entender a física que está por trás. Na história da astronomia isso se repete bastante. É normal, ou seja, as pessoas começam descobrindo a fenomenologia da coisa para depois tentar entender a física por trás. Então os grandes levantamentos atuais estão produzindo uma quantidade muito grande de dados. A compreensão desses dados é um desafio novo, que não existia há 20, 30 anos atrás. Agora existem recursos de aprendizado por máquina, machine learning, para usar o termo que todo mundo usa, ou inteligência artificial, para tentar entender esse tipo de fenômeno. Isso não exclui o tratamento individual de dados, porque muitas vezes esses grandes levantamentos apontam grupos de objetos de interesse. Mas aí sim... ou tem que ir com um telescópio diferente, apontar para aqueles objetos em particular e tentar entendê-los melhor. Porque esses telescópios de levantamento não apontam para alvos específicos, eles fazem um mosaico do céu. Imagem, depois uma imagem ao lado, outra ao lado, outra ao lado, outra ao lado, outra ao lado, move, outra ao lado, outra ao lado, é um mosaico do céu. O Gaia funciona assim. Enquanto que os telescópios de alvos específicos funcionam com uma lógica diferente, eles apontam  para onde o programa manda.

Danilo Albergaria

 Agora, você tinha mencionado a questão de que, nesse processo em que as nebulosas planetárias estão acontecendo, esse finalzinho da evolução, estou evitando usar a palavra vida, eu gosto de falar vida das estrelas.

Roberto Costa

Fala, todo mundo usa.

Danilo Albergaria

 Acho bonitinho.

Roberto Costa

 Isso não vai ser diferente.

Danilo Albergaria

 Acho bacana. Mas, para ser um pouco mais técnico, o final da evolução, o final do processo evolutivo desses objetos... Você mencionou que é nesse estágio que esses objetos estão jogando para o espaço exterior, para longe deles, um monte de elementos mais pesados que foram... sintetizados ali no interior, no núcleo daquela estrela. Mas, principalmente, quanto mais perto do fim da existência dela, mais pesados são os elementos que ela vai sintetizando.

 Uma coisa que eu acho interessante falar para as pessoas, geralmente, quem não se interessa muito por astronomia fica espantado ainda com a coisa de que nossa estrutura biológica, boa parte dela é formada por elementos que foram formados no interior de estrelas, sejam as estrelas supermassivas, sejam estrelas que não precisam ser supermassivas, mas assim, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio, etc. Todos esses elementos que são essenciais à vida eles precisaram ser sintetizados no interior de uma estrela. Então, eu queria só que você explorasse isso e falasse um pouco sobre... Eu sei que as supernovas geram uma quantidade absurda de elementos pesados e elas semeiam o espaço ao redor delas desses elementos, que podem fazer parte da formação de sistemas planetários, sistemas estelares-planetários e outros na vizinhança. As nebulosas planetárias também fazem isso? Elas também alimentam o espaço exterior dela com elementos pesados que podem daí vir a se tornar parte de outros sistemas planetários?

Roberto Costa

 Com certeza, com certeza. Vamos começar pelos nossos corpos, como você mencionou. Se a gente for ver a massa dos nossos corpos em termos dos átomos, não das moléculas, dos átomos, eu fiz isso uma vez para colocar... Naquele livro de astrobiologia que o Douglas e o Fábio editaram, sei lá, uma ou duas décadas atrás, o primeiro capítulo foi escrito por mim, com a colaboração de um colega. Eu fui fazer isso para o corpo humano. Eu pensei que a maior parte da massa dos nossos corpos fossem átomos de cálcio, por causa dos ossos. Nossa, eu estava redondamente enganado. Depois é só pensar um pouquinho. Dois terços do nosso corpo são moléculas de água. E a massa da molécula de água é basicamente a massa do átomo de oxigênio. Então... Sessenta e poucos por cento da massa dos nossos corpos são átomos de oxigênio. Depois vem o hidrogênio, porque tem muito. Depois vem carbono, nitrogênio, etc. O cálcio é algo como 1% da massa dos nossos corpos. O cálcio dos ossos não é muito. E veja, tirando o hidrogênio, o hidrogênio se formou com a origem do universo. É um único próton como núcleo e um único elétron girando em torno e o átomo de hidrogênio é isso. Mas tirando o hidrogênio, todos os demais átomos que compõem os nossos corpos, que compõem as moléculas dos nossos corpos, eles já existiam na nebulosa protossolar. O Sol não fabricou nenhum dos átomos de carbono, de nitrogênio, de oxigênio que compõem os nossos corpos. E respondendo a outra pergunta, como é que eu sei que as nebulosas planetárias participaram desse processo? Simples, porque são as estrelas de massa intermediária, as progenitoras das nebulosas planetárias, que fabricam carbono, nitrogênio, que estão aqui nos nossos corpos. O oxigênio já é feito em estrelas de massa um pouquinho maior. O ferro do nosso sangue, aí são estrelas ainda mais massivas. E sim, as supernovas... aí se produzem os elementos mais pesados da tabela periódica. Quando você vê lá na tabela periódica aqueles elementos naturais mais pesados, urânio, plutônio, tório, que nós não temos nos nossos corpos, diga-se de passagem, eles são produzidos, mas tem na Terra, ou seja, eles também já estavam na nebulosa do Solar, eles são produzidos não antes, não depois, durante as explosões de supernovas. Por uma razão bem específica, esses elementos precisam de uma grande quantidade de nêutrons. O núcleo de cada um desses elementos, do urânio e do plutônio, tem um monte de nêutrons. Tem muito mais nêutrons do que prótons, por exemplo, no átomo de urânio ou de tório. E esses nêutrons são capturados durante as explosões da supernova. A gente tem as modelagens de computador que garantem isso. E esse aspecto da evolução estelar, da nucleossíntese... Os modelos são muito sólidos porque são baseados numa física já muito bem conhecida, a física nuclear. A física nuclear é uma física que tem mais de um século de trabalho em si, mas quem descobriu os átomos foi o Rutherford, aquele físico inglês lá do começo do século XX. Quer dizer, já se sabe há muito tempo como é a estrutura dos núcleos dos átomos, como são as configurações nucleares estáveis. Então isso já é um conhecimento muito sólido. E os programas de computador que simulam as explosões de supernova. produzem resultados fantásticos. O programa que eu acho mais legal é o da Universidade de Tóquio. Eles têm um grupo de pesquisa de explosões de supernovas que trabalha por uma lógica completamente diferente da programação de computador que a gente usa por aí. Normalmente aqui, um estudante daqui, um pesquisador daqui, como é que ele faz um programa de computador? Ele escreve o seu programa para descrever lá o fenômeno que ele quer modelar e põe o computador para rodar no computador mais performático, no melhor computador que ele tem ao alcance. O pessoal de Tóquio, do grupo de supernovas, usa uma lógica diferente. Eles elaboraram o programa. O programa é complicadíssimo, porque envolve física nuclear, física de partículas alimentares, hidrodinâmica, magneto-hidrodinâmica, relatividade geral, tudo junto. É um programa complicadíssimo. Eles escrevem o programa e constroem o computador, constroem o hardware específico para rodar aquele programa. Então, é uma outra lógica, uma lógica completamente diferente. É óbvio que é uma lógica que não considera o fator custo, né? Porque a gente só consegue ter um celular super performático no bolso por causa da economia de escala, porque eles são produzidos em grande quantidade. Se você for construir um filho único, o preço dispara. Mas, enfim, existem grandes modelos de programas de computador. que simulam muito bem como se dá a evolução das estrelas. Depois dá para testar esses programas estudando estrelas de verdade, estudando aglomerados de estrelas. Então eles são muito bons, eles funcionam bastante bem. E a evolução estelar tem de fato essa característica, ou seja, no final da evolução, seja com a ejeção de uma nebulosa planetária, seja com a explosão de uma supernova, o meio interestelar é enriquecido nesses elementos e as gerações posteriores de estrelas vão incorporar esses elementos químicos que não existiam antes.

Danilo Albergaria

 Vamos procurar explicar isso para o público. É uma coisa que eu acho que é uma das coisas mais bonitas e interessantes. Pode estar relacionado com a astrobiologia, com questões que são importantes para a astrobiologia. Então, a gente está falando de... A galáxia tem algumas zonas de formação de estrelas.

Roberto Costa

 O disco, basicamente.

Danilo Albergaria

 É, e tem algumas partes dos braços ali que tem maior concentração de matéria. E nessas nuvens não tem só hidrogênio, tem um monte de outros elementos mais pesados ali. A origem desses elementos mais pesados é justamente o final da vida das estrelas...

Roberto Costa

 Estrelas cujo ciclo já acabou, que já jogaram o seu elemento. E isso é uma das coisas que eu acho mais fascinante, ou seja, a composição química dos nossos corpos, das cadeiras que nós estamos sentados, do chão que nós estamos pisando, a composição química, os átomos, refletem a evolução química da galáxia. A distribuição das abundâncias, as abundâncias fracionais, como é que elas se distribuem, refletem a evolução química da galáxia. Nós, de alguma maneira, carregamos nos nossos corpos o histórico da evolução química da galáxia inteira. Isso é impressionante.

Danilo Albergaria

 Agora, se desse para usar uma analogia em relação ao que a gente vê dos ciclos de vida aqui na Terra, por exemplo, me parece que seria interessante falar que as estrelas, no final da evolução delas, elas adubam e semeiam, vamos dizer assim, o meio interestelar. Provavelmente foi o que aconteceu ali na região em que o Sol estava se formando. O Sol e milhares ou milhões de outras estrelas, talvez parecidas com ele, estavam se formando há 4,5, 5 bilhões de anos atrás. A nuvem estava enriquecida por materiais pesados que foram produzidos por uma geração anterior de estrelas.

Roberto Costa

 Por várias gerações anteriores. Sim, é exatamente assim que funciona. Ou seja, uma região de formação estelar incorpora todo o histórico que tem lá. Tem uma delas que dá para ver a olho nu. É a nebulosa de Órion. Para quem não conhece o céu, está perto das Três Marias. Quando a gente olha as Três Marias... Bem por perto delas tem outros três pontinhos luminosos, que na constelação lá de Órion, o caçador, é a faca do caçador. O pontinho do meio daqueles três é a nebulosa de Órion, a gente consegue ver olho nu. E se você usar uma câmera de celular mesmo, apontar para ele, celular aí bom... você vai ver que ele é uma pintinha vermelha. Por quê? Porque é o átomo de hidrogênio, que é basicamente uma nuvem de hidrogênio com mistura de outros gases. E a região de formação estelar, eu acho que é a mais próxima da Terra.

Danilo Albergaria

E nela, de forma inédita, o Hubble conseguiu fazer imagens interessantes de proplyds, que são chamados de proplyds, que são discos protoplanetários mas que estão ionizados por estrelas muito massivas que estão ali perto. Mas elas são claramente visíveis com o background do gás dessa nebulosa.

Roberto Costa

 Existem estrelas em diversos estágios de formação e agora já tem fotos do telescópio James Webb que são ainda melhores, das mesmas regiões. Lembra, o telescópio James Webb vê o infravermelho, só no infravermelho. E essas regiões de formação estelar, elas brilham muito mais no infravermelho do que no visível. Então as imagens produzidas pelo James Webb são muito boas.

Danilo Albergaria

 São berçários estelares. Berçários estelares, é isso. O que nós estamos olhando ali é um berçário estelar, onde tem um monte de estrelas, e estrelas de vários... Tipos, vamos dizer assim, de diversas massas.

Roberto Costa

E em diversos estágios de formação. Alguns só glóbulos de gás mais quente nos primeiros estágios de formação, até estrelas que já estão quase entrando na sequência principal, ou seja, já estão quase estabilizadas na sua fase de fusão de hidrogênio. E esse é um processo longo. O processo de formação estelar de uma estrela como o Sol leva mais ou menos 40 milhões de anos. Desde que começa o núcleo de condensação lá na nuvem até que ligue efetivamente a fusão nuclear e a estrela passe a produzir energia.

Danilo Albergaria

 Quando a estrela começa a se formar, começa a se formar também um disco de poeira, entre aspas, que é essa matéria mais pesada. Mas é gás, principalmente, gás e poeira, bastante poeira. Mas essa poeira, que é esse material pesado, é fundamental para a formação de planetas. Dos núcleos rochosos, pelo menos, ou de planetas rochosos.

Roberto Costa

 Com certeza, é exatamente isso. Ou seja, quando você tem um glóbulo de gás quente que começa, por uma questão de gravidade, começa a diminuir de volume sem perder massa, o que acontece? Uma lei de conservação da física, a conservação do momento angular. Se ele vai ficando menorzinho em diâmetro, aumenta a velocidade de rotação para que o momento angular se conserve. Isso é uma lei de conservação da mecânica universal, não tem como fugir dela. Aumentando a velocidade de rotação, você tem um eixo de rotação e a ejeção num disco equatorial. Se você pensar aqui no sistema solar, acho que é um grande exemplo, o disco planetário, e tem muita gente que não sabe isso, que os planetas giram em torno do Sol como se estivessem em torno de uma mesa, no mesmo plano. Mas o disco planetário coincide com o Equador do Sol, ou seja, o eixo de rotação do Sol é perpendicular ao disco planetário, ortogonal para ser mais técnico.

Danilo Albergaria

 O que indica que no passado, remoto, ele estava se formando em forma de disco mesmo. E hoje a gente consegue ver discos protoplanetários ao redor de um monte de... no infravermelho.

Roberto Costa

 Eu sempre falo isso para os meus alunos. Tinha um monte de material no disco planetário aqui do Sistema Solar até que o Sol ligasse o seu motor nuclear no centro. Aí ele evaporou todos os pequenos grãos. Ficaram os grandes grãos. O que é um grande grão? Ora, a gente mora em cima de um deles. São os planetas, os asteroides, os grandes satélites. Lá longe estão os cometas, mas são isso.

Danilo Albergaria

 Agora, só um último detalhe sobre a questão da evolução estelar, só para ficar bem claro. A questão da síntese de elementos ali, a gente está falando, então, de um processo que, na imensa maior parte dele, só está transformando hidrogênio em hélio. E aí, num período muito mais curto de tempo, a estrela começa a fundir hélio em outros elementos.

Roberto Costa

 Cada vez mais pesado.

Danilo Albergaria

 Mas é um processo bem curto comparado com o tamanho do restante da existência dela.

Roberto Costa

 É por isso que, em termos de fração, a quantidade de hidrogênio e de hélio é imensamente maior do que dos outros átomos. Se você pegar mil átomos do universo, você vai ter 900 hidrogênios, você vai ter... 990... Perdão, 99... hélios, vou repetir. De mil átomos, 900 hidrogênios, 99 hélios e um átomo que não é hidrogênio nem hélio. E esse 1, a probabilidade é de um terço que seja oxigênio, que é o terceiro elemento mais abundante. Mas o oxigênio já é mil vezes menos abundante do que o hidrogênio. Então os demais átomos da tabela de fato existem em uma fração muito pequena. A gente aqui na Terra... É uma amostragem diferente, porque o nosso planeta é um planeta rochoso, aqui na Terra o que domina a massa do nosso planeta são níquel, ferro, carbono, oxigênio, porque grande parte das rochas são carbonatos, são óxidos, metálicos. Então, se você pega níquel e ferro, porque tem muito no núcleo da Terra. Carbonatos, carbono, oxigênio, magnésio, isso é o que domina a massa do nosso planeta. A gente não tem em grandes quantidades aqui hidrogênio e hélio, porque moramos num planeta rochoso. É diferente no caso de Júpiter, Saturno, Urano, Netuno. Aí sim, lá tem uma quantidade muito, muito maior de hidrogênio e hélio.

Danilo Albergaria

 Agora, na analogia da vida das estrelas, as nebulosas planetárias seriam, vamos dizer assim, os estertores, a agonia final, e aí fica um objeto lá, uma anã branca. Fala um pouco do que é uma anã branca.

Roberto Costa

 Uma anã branca é o antigo núcleo estelar que não tem mais fonte de produção de energia, mas que é muito quente, porque é o antigo núcleo estelar. Teoricamente, com o passar do tempo, ele vai perdendo energia até que no futuro distante ele chegue no equilíbrio térmico com o meio interestelar, ou seja, ele caia lá para os mais ou menos 2 Kelvin, que é a temperatura do meio interestelar, só que se for fazer as contas, isso leva trilhões de anos para acontecer. Então, esses objetos... Anãs brancas completamente esfriadas têm um nome, anã negra. Só que não existem anãs negras ainda porque desde que o universo existe não deu tempo suficiente para todas as anãs brancas, para nenhuma anã branca esfriar. Então o que a gente tem são as anãs brancas dos antigos núcleos estelares emitindo energia porque a energia estava armazenada lá dentro. Só isso. E aí o tempo de vida é imensamente maior do que o tempo que o universo já existe, que são 13,8 bilhões de anos. Um dia elas vão virar anãs negras, mas é num futuro muito, muito remoto, quando a palavra dia já não vai mais significar nada.

Danilo Albergaria

 Agora, você também trabalhou com evolução química de galáxias e de outros sistemas estelares, né? Qual que é a relação da evolução química das galáxias com as nebulosas planetárias? O que dá pra gente saber sobre a evolução química a partir das nebulosas?

Roberto Costa

 A evolução química das galáxias precisa ser modelada. E os parâmetros de entrada desses modelos, os parâmetros... que alimentam esse modelo é a evolução química das estrelas. E as nebulosas planetárias têm famílias, tipos. Essas famílias estão relacionadas com a massa das estrelas progenitoras. Veja, se você tomar uma nebulosa planetária oriunda de uma progenitora de baixa massa, a gente sabe que ela tem a composição química lá da formação da estrela de baixa massa. A composição química original é lá da formação da estrela de baixa massa, lá de 10 bilhões de anos atrás. Agora, se você pega uma nebulosa planetária ejetada por uma estrela de massa elevada, com 5, 6 massas solares, o ciclo evolutivo é de 1 bilhão de anos. Então ela vai te mostrar a evolução do meio interestelar como ele era 1 bilhão de anos atrás. Então, de certa forma, são fotografias diferentes, de idades diferentes da evolução do disco. Então, a gente usa a composição química de nebulosas planetárias para alimentar os modelos de evolução química da galáxia. É importante ressaltar, nebulosas planetárias obviamente não são os únicos produtores de parâmetros de entrada para os modelos de evolução de galáxias. Tem a evolução química das estrelas, obviamente, tem a dinâmica do gás, os aglomerados globulares também trazem informações bem importantes. É uma soma de ingredientes.

Danilo Albergaria

 Só para o público entender, quando a gente está falando da galáxia, a gente está falando da Via Láctea, né? E a gente está falando de um disco que tem uns 100 mil anos-luz de diâmetro, que deve ter em torno de entre 200 e 400 bilhões de estrelas, ou de massas solares, alguma coisa assim, ou de estrelas.

Roberto Costa

 A massa solar é um pouco menor, é da ordem de dez, da dezena de bilhão.

Danilo Albergaria

 Ah, sim, porque a maioria das estrelas são anãs vermelhas, né? A maioria das estrelas. Três quartos das estrelas da Via Láctea provavelmente são anãs vermelhas, né ou não?

Roberto Costa

 É a maioria, o número exato eu não vou te dizer, não sei te dizer, mas é a maioria.

Danilo Albergaria

 Mas ao mesmo tempo não são só estrelas que estão ali naquele disco? Eles têm uma quantidade enorme de gás e poeira.

Roberto Costa

Gás e poeira. Tem mais gás do que poeira. O gás é majoritariamente hidrogênio, mas também tem hélio e tem todos os outros elementos dispersos. E também tem poeira. As pessoas perguntam, mas poeira, como assim poeira? Poeira, poeira mesmo, óxidos e silicatos, a mesma poeira que está embaixo do teu sapato aí, a mesma coisa. Só que, obviamente, numa densidade muito, muito baixa, porém em volumes muito grandes. Então, quando a gente fala de nuvens interestelares, e tem, a gente vê imagens aí, nuvens interestelares, é recorrente na ficção científica, por exemplo, aquela história de eu estou sendo perseguido pelo meu inimigo, eu vou me esconder na nebulosa fulana. A densidade dessas nebulosas é menor do que a densidade do ar dentro de uma câmara de vácuo aqui na Terra. Porque as câmaras de vácuo têm um certo limite inferior de densidade. Não dá para tirar mais coisa de dentro porque os átomos da parede da câmara começam a se soltar para dentro. A densidade do meio interestelar é muito menor do que a densidade do interior de uma câmara de vácuo. Por que elas aí, se tão pouco densas, como é que elas aparecem brilhantes nas imagens? Porque elas são imensas de grande. Elas têm dezenas de anos-luz de dimensão típica.

Danilo Albergaria

Só pra... vamos tentar fazer uma coisa assim de estimar mais ou menos, fazer uma comparação de tamanhos aí. Quer dizer, o sistema solar, se a gente pensar no sistema solar, a distância da Terra para o Sol, a gente está falando de 150 milhões de quilômetros, que é uma unidade astronômica no jargão dos astrônomos. Se a gente for até o finalzinho do Sistema Solar, olhando para Netuno, o último planeta, não planeta não, é o último planeta, a gente está falando de 30 unidades astronômicas.

Roberto Costa

 30 vezes a distância da Terra ao Sol.

Danilo Albergaria

 Aí, se a gente expandir bastante, ainda vai ter a nuvem de Oort, vai ter os objetos transnetunianos primeiros, a nuvem de Oort e tal. Mas ainda assim, a gente está falando de uma área que é minúscula comparada com esses objetos que você está mencionando.

Roberto Costa

 Vamos fazer uma comparação que eu sempre faço. Vamos supor que o Sol tenha o tamanho de uma laranja, 10 centímetros de diâmetro. O tamanho de uma laranja. Se o Sol tiver 10 centímetros de diâmetro, que tamanho tem a Terra? Ela tem o tamanho de uma cabeça de alfinete, 1 milímetro. E onde ela está? Ela está a 10 metros de distância. Nessa escala Netuno estaria a 30 metros, 30 vezes mais longe. Ok. E a estrela mais próxima, que está a 4...

Danilo Albergaria

 300 metros, não? Se a Terra estivesse a 10 metros de distância, o Netuno estaria a 300 metros.

Roberto Costa

 300 metros. 300, perdão. Tem razão. O Netuno estaria a 300 metros, é isso. Nessa escala, onde que está a estrela? mais próxima. A gente está gravando isso aqui em São Paulo, na cidade universitária, na USP. Onde será que está a estrela mais próxima? Está na Praça da Sé? Está em Guarulhos? Está em Santos? Não. Ela estaria em Belém do Pará. Se o Sol tivesse 10 centímetros de diâmetro, a estrela mais próxima do Sol, que é o sistema triplo do Centauro, estaria em Belém do Pará. As distâncias são muito grandes. Isso são quatro anos-luz. Uma nebulosa típica tem dezenas de anos-luz de escala, de tamanho. Não dá para dizer de anos porque elas não são redondas, mas enfim, de tamanho característico.

Danilo Albergaria

 É por isso que quando a gente olha para a Orion, por exemplo, que foi a que você citou, Mesmo a olho nu, a gente consegue... é como se... a gente não consegue resolver a olho nu o que é exatamente, mas dá a impressão de que não é uma estrela, é só um negócio meio difuso.

Roberto Costa

 É porque ela é grandona.

Danilo Albergaria

 É porque ela é muito grande.

Roberto Costa

 E se você tiver um binóculo, qualquer pequeno telescópio, você vai ver nitidamente que não é um pontinho luminoso como uma estrela, é um objeto difuso.

Danilo Albergaria

 Agora, a galáxia está cheia desses objetos. Então, espalhado pela galáxia, tem um monte de berçários estelares.

Roberto Costa

No disco da galáxia. Isso não vale no halo da galáxia, que é um esferoide que envolve o disco. E também não vale para todas as galáxias. Isso vale para as galáxias espirais, como é o caso da Via Láctea, de Andrômeda. Isso não vale para as galáxias elípticas.

Danilo Albergaria

 As galáxias elípticas são galáxias que são mais velhas, elas são resultado de...

Roberto Costa

 São esferóides que não têm região de formação estelar ativa. Obviamente tiveram no passado, tanto é que as estrelas estão lá, mas não tem mais gás para formar novas estrelas, portanto não tem mais de onde, não tem material para formar novas estrelas.

Danilo Albergaria

 Continuando, a Via Láctea tem galáxias satélites, ela tem a pequena nuvem de Magalhães, a grande nuvem de Magalhães. Essas nuvens de Magalhães, por exemplo, elas ainda têm formação de estrela nelas, né?

Roberto Costa

 Tem, tem. Por exemplo, na grande nuvem de Magalhães tem uma região H2, região H2 é um nome técnico para nuvens de hidrogênio, uma região H2 gigante chamada Nebulosa da Tarântula, que é vista com qualquer pequeno telescópio. E foi na nebulosa da Tarântula, lá na Grande Número de Magalhães, que explodiu a única supernova visível a olho nu nos últimos séculos. Foi em fevereiro de 1987. Ela brilhava... Eu vi isso, eu estava em um estudante de pós-graduação, brilhava como uma das Três Marias, digamos. Ou seja, uma estrela bem brilhante, só que uma cor mais amarelada, não é aquela com mais azulado das Três Marias, que são estrelas quentes. Mas, sim, tem regiões de formação estelar ativa nas duas nuvens de Magalhães. A nossa galáxia, a Via Láctea, tem várias galáxias satélites. E elas, agora, principalmente depois dos resultados do satélite Gaia, se sabe que ao longo dos 13 bilhões de anos que a Via Láctea existe, ela já absorveu diversas outras galáxias anãs que estavam nas proximidades. E agora está absorvendo a galáxia anã de Sagitário. Na direção da constelação de Sagitário, que é mais ou menos a direção do centro da Via Láctea, do núcleo, do bojo, tem uma pequena galáxia anã que está sendo, toda deformada, alongada por maré, que está sendo absorvida pela Via Láctea.

Danilo Albergaria

 Por que boa parte das galáxias são espirais? Por que elas formam as espirais?

Roberto Costa

 Mas não é boa parte, é algo como metade. Isso tem a ver com os processos de formação das galáxias lá no universo primitivo. Nuvens protogalácticas com giro acabam produzindo espirais, sem giro acabam produzindo elípticas e facilitando a formação estelar mais intensa no começo do seu ciclo. Nessa história também ocorre a formação dos chamados buracos negros supermassivos, que alguns núcleos de galáxias têm. A Via Láctea tem um buraco negro supermassivo no seu núcleo. A rádio fonte Sagitário A também fica na direção da Constelação de Sagitário, que é a direção do centro da galáxia. Isso tem a ver com o universo primitivo. Com as condições da distribuição do gás no universo primitivo. Esse é um tema ativo de pesquisa.

Danilo Albergaria

 Agora, para terminar falando de um assunto também ligado à astrobiologia, Roberto, existe também um conceito de zona habitável galáctica, que é assim, a galáxia não é, se a gente for pensar na Via Láctea, ela vai ser assim, o núcleo vai ter muito mais estrelas, uma concentração muito maior de estrelas. Quanto mais para a periferia a gente vai, a concentração de estrelas é menor, mas também vai ter menos gás, material. A gente ainda não sabe direito onde pode ter vida, se existe, por exemplo, uma zona que aqui no centro não pode ter vida, ali para fora pode. Mas assim, está começando a se desenvolver esse tipo de ideia. Por que o centro da galáxia é tão visto como um lugar complicado, inóspito para a vida?

Roberto Costa

Pois é. Obviamente que são só especulações, e essas especulações são inevitáveis, elas têm um forte viés antropocêntrico, no sentido de que a gente tem de vida como nós a vemos. Mas... Veja a questão da densidade de estrelas. Aqui onde está o Sol, o Sol está a mais ou menos meio caminho entre o centro da galáxia e a borda externo do disco. Aqui a separação típica entre as estrelas é da ordem de alguns anos-luz. Do Sol até Alpha dos Centauri são 4,3, 4,4 anos-luz. As estrelas mais próximas estão a distâncias típicas, de ordem de alguns anos-luz entre as estrelas. Então dizer que é da ordem, a densidade de estrelas é dessa ordem. Mas se for pegar a região do centro da galáxia, a região interna do bojo galáctico, que é um esferoide dentro do qual está o disco, há a densidade quatro ordens de grandeza, 10 mil vezes maior. Então as estrelas devem estar muito mais próximas umas das outras. Imaginar que nesse contexto existam planetas que consigam desenvolver, ter uma evolução pré-biótic, como aconteceu na Terra, é bem menos provável, porque você vai ter um ambiente muito mais agressivo em termos de radiação, em termos de variação de luminosidade. O Sol é muito bem comportado, o Sol nos entrega a mesma quantidade de energia há muito tempo, e a Terra, na sua órbita tranquila aqui, conseguiu, ao longo de mais ou menos um bilhão de anos desenvolver uma evolução pré-biótica baseada no intemperismo, na atividade vulcânica, que permitiu aquela organização molecular prévia, antes do surgimento da vida. Então, supõe-se que lá na região bem central da galáxia isso não seja provável.

Danilo Albergaria

 Talvez também tenha um monte de radiação por causa das estrelas supermassivas, porque ela vai ter mais estrelas supermassivas ali, então isso pode ser um problema também.

Roberto Costa

 Óbvio, tudo isso junto.

Danilo Albergaria

 Então, pode ser que a gente esteja falando assim, a gente está na periferia, vamos dizer assim, da Via Láctea, no meio do caminho, vamos dizer assim, para a periferia. Pode ser que seja uma faixa ali habitável.

Roberto Costa

Uma faixa mais favorável à organização de macromoléculas, vamos dizer assim, que vai levar... a evolução biológica. É possível.

Danilo Albergaria

 E para terminar, qual é o futuro da Via Láctea em termos assim? Você faz um mapeamento da evolução química da galáxia, então eu estava pensando: como ela vai variar para o futuro? O que vai acontecer com a Via Láctea em termos químicos e em termos evolutivos?

Roberto Costa

 A gente tem que pensar na evolução das estrelas. A evolução das estrelas, o tempo de evolução das estrelas, como a gente estava comentando, varia muito com a massa da estrela. As de menor massa têm evolução muito, muito lenta. As de grande massa, muito rápida. Mas, seja lenta, seja rápida, é finita. Ou seja, vai ter um momento que vai se esgotar o gás para formar novas estrelas. E as estrelas vão terminando os seus ciclos evolutivos. Primeiro as de maior massa e finalmente as de grande massa. Ao contrário. Primeiro as de maior massa e finalmente as de pequena massa. No caso das anãs vermelhas, que tem evolução muito lenta, evolução da ordem das centenas de bilhões de anos. No caso do Sol é uma dezena de bilhões. Centenas de bilhões de anos. Mesmo assim, vai chegar o momento que as estrelas vão se esgotar. Quando as estrelas se esgotam, vão restar o quê? As anãs brancas esfriando, virando anãs negras. Mas ainda uma escala de tempo dos trilhões, dezenas de trilhões de anos. Quer dizer, esse é o futuro muito, muito distante. Veja... Mas aí a gente tem que considerar, estou falando só da nossa galáxia, mas aí a gente tem que considerar também o futuro do universo. O universo está se expandindo, isso a gente sabe há mais ou menos um século, desde que o Edwin Hubble descobriu que as galáxias estavam se afastando umas das outras, e desde o final dos anos 90, mais ou menos 30 anos, um pouquinho menos, desde 1998, 1999, é que se sabe que a expansão do universo está acelerando. Então isso é uma outra variável. Qual é o destino do universo num futuro muito, muito, muito remoto? A gente não está falando nem de trilhões, estamos falando de quatrilhões, de quintilhões de anos. Aí vai depender, não dá para saber isso ainda, depende da nossa compreensão, será que a nossa compreensão é boa, é adequada? Será que realmente essa expansão vai ocorrer dessa forma? As galáxias não vão se desfazer, já que a expansão do universo se dá apenas em grande escala. Na escala da galáxia, o que vale é a gravitação. E quando a gente fala de uma estrela evoluir, ejetar a nebulosa planetária, não está alterando muito as suas massas, então a gravidade continua funcionando do mesmo jeito. Num futuro remoto, imensamente remoto, um universo de anãs negras... Eu estou especulando. Cosmologia não é a minha praia. O universo de anãs negras, talvez. Mas veja, a gente está falando de um futuro com 15 zeros. Um futuro dos quatrilhões, dos quintilhões de anos. Muito, muito além do que a gente consegue entender. Muito antes disso, outras coisas importantes vão acontecer. Aqui na Terra, a temperatura do Sol não é estável. Daqui a um bilhão de anos o Sol vai lentamente subindo a sua temperatura. Daqui a um bilhão de anos, a temperatura do Sol não vai mais permitir água na fase líquida na Terra. Então, as formas de vida que existirem por aqui, que não serão humanos, todos os mamíferos evoluem de maneira muito rápida, nenhum mamífero que existe hoje existia há 20, 30 milhões de anos atrás. Então, lá no futuro remoto não vão mais existir mamíferos, mas não importa. Daqui a um bilhão de anos, se alguma forma de vida tiver aqui na Terra que precise da água na fase líquida, vai ter que migrar para mais longe. Talvez para as luas de Júpiter, não sei para onde. Encélado, uma das luas de Saturno.

Danilo Albergaria

 Em termos para o futuro da vida, esse tipo de evolução galáctica praticamente não importa muito. A gente está falando de escalas muito diferentes.

Roberto Costa

 A escala é muito diferente. Daqui a mais ou menos 5 bilhões de anos, quando o Sol estiver terminando o seu ciclo evolutivo, Andrômeda vai se encontrar com a Via Láctea. A galáxia de Andrômeda se move na direção da Via Láctea. As pessoas perguntam, mas as galáxias não estão se expandindo? O universo está se expandindo? Está em grande escala. Mas o movimento entre a Via Láctea e a Andrômeda é um movimento local, ditado pela gravidade. Não tem nada a ver com a expansão do universo.

Danilo Albergaria

E elas vão se fundir, né?

Roberto Costa

 Elas vão se fundir. Tem gente que não compreende isso direito, que acha que fusão de duas galáxias significa colisão das estrelas. Não, isso não acontece. Por quê? Porque o volume de uma galáxia é muitíssimo maior do que a soma dos volumes das estrelas. Eu acho que uma boa analogia são dois bandos de andorinha no céu que se encontram. Quando você vê dois bandos de andorinha que se encontram, você vai ter no final um bando soma que não vai ter o formato de nenhum dos anteriores sem que os passarinhos batam uns nos outros. Eles simplesmente vão se acomodar em novas órbitas. E tem por aí disponíveis, é fácil encontrar, simulações da colisão, entre aspas, encontro é o termo mais correto, de Andrômeda com a Via Láctea. Simplesmente vai se formar uma galáxia soma resultante da interação gravitacional das duas massas, que são muito grandes. A Andrômeda é maior que a Via Láctea. Então, uma nova galáxia vai se formar.

Danilo Albergaria

 Quando a gente olha para imagens, por exemplo, de Andrômeda, mesmo em altíssima resolução, feita com os melhores telescópios, e a gente vê as estrelas individuais ali, aquele enxame de estrelas, que hoje dá para ver. A impressão que dá é que elas estão todas muito, muito perto uma da outra. Mas, na verdade, o espaço que existe entre as estrelas, por mais que pareça que elas estão perto, é muito grande. Então, significa que as estrelas vão meio que passar umas pelas outras. Elas vão interagir gravitacionalmente e aí as galáxias vão se fundir. Vai se tornar uma galáxia só.

Roberto Costa

Uma galáxia só. Claro, como tudo na vida é estatística, não é proibido que haja efetivas colisões estelares. Provavelmente, a gente está falando aí das centenas de bilhões de estrelas, no caso da Via Láctea, Andrômeda talvez tenha perto de um trilhão de estrelas. Talvez ocorram colisões.

Danilo Albergaria

 Nesse futuro pode ser que exista oportunidade para mais formação de estrela, porque as nebulosas das duas galáxias vão se colidir, o gás vai se colidir.

Roberto Costa

 Vai ter uma profunda perturbação gravitacional aí. Uma das coisas que se discute é... No caso de uma nuvem de formação, uma região de formação estelar como Órion, tem tantas outras, Monoceros... Qual é o gatilho que desencadeia a formação estelar de uma nuvem? Pode ser uma interação gravitacional, passagem de alguma estrela próxima. A gente tem que lembrar que as estrelas não são estáticas, elas giram em torno do centro da galáxia. O Sol dá uma volta em torno do centro da galáxia, mais ou menos a cada 220, 230 milhões de anos. Então, passagens de estrelas próximas de uma nuvem pode ser o gatilho, pode ser uma onda de compressão gerada pela explosão de uma supernova por perto. Então, vários gatilhos são possíveis. Talvez simultaneamente, talvez não.

Danilo Albergaria

 Bom, Roberto, muito obrigado pelo seu tempo, pelas explicações sensacionais. E numa próxima oportunidade, eu gostaria de conversar contigo mais sobre o que você, sua visão sobre a vida no universo, questões sobre o que a gente concebe como vida e os problemas relacionados a isso.

Roberto Costa

 Você já viu alguma coisa sobre aquele velho livro escrito pelo Fred Hoyle chamado A Nuvem em Negra? Eu nunca li aquele livro, nunca caiu nas minhas mãos, mas ele é fascinante porque ele explora... uma possibilidade completamente diferente da evolução biológica da vida. É uma nuvem de poeira, onde as interações elétricas entre as partículas da poeira da nuvem interestelar seriam como sinapses de um cérebro. Então, a nuvem seria um cérebro.

Danilo Albergaria

 Pode ser que as nossas concepções sobre o que é a vida estejam muito limitadas.

Roberto Costa

 É, com certeza.

Danilo Albergaria

 Obrigado, Roberto.

Roberto Costa

 É um prazer sempre conversar sobre ciência.

Danilo Albergaria

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