A vida na Terra não poderia existir sem carbono. Mas o próprio carbono não poderia existir sem as estrelas. Quase todos os elementos, à exceção do hidrogénio e do hélio - incluindo o carbono, o oxigénio e o ferro - só existem porque foram forjados em fornos estelares e mais tarde atirados para o cosmos quando as suas estrelas morreram. Num ato final de reciclagem galáctica, planetas como o nosso são formados pela incorporação destes átomos estelares na sua constituição, seja o ferro no núcleo da Terra, o oxigénio na sua atmosfera ou o carbono nos corpos dos terráqueos.

Uma equipa de cientistas dos EUA e do Canadá confirmou recentemente que o carbono e outros átomos formados nas estrelas não andam à deriva no espaço até serem arrastados para novas utilizações. Para galáxias como a nossa, que ainda estão ativamente a formar novas estrelas, estes átomos fazem uma viagem sinuosa. Circundam a sua galáxia de origem em correntes gigantes que se estendem até ao espaço intergaláctico. Estas correntes - conhecidas como o meio circungaláctico - assemelham-se a correias transportadoras gigantes que empurram a matéria para fora e a atraem de volta para o interior galáctico, onde a gravidade e outras forças podem reunir estas matérias-primas em planetas, luas, asteroides, cometas e mesmo novas estrelas.

"Pensemos no meio circungaláctico como uma gigante estação de comboios: está constantemente a empurrar material para fora e a puxá-lo de volta para dentro", disse Samantha Garza, membro da equipa e candidata a doutoramento na Universidade de Washington. "Os elementos pesados que as estrelas produzem são empurrados para fora da sua galáxia hospedeira e para o meio circungaláctico através da morte explosiva das supernovas, onde podem eventualmente ser puxados de volta e continuar o ciclo de formação estelar e planetária".

Garza é a autora principal de um artigo científico que descreve estas descobertas e que foi publicado a 27 de dezembro na revista The Astrophysical Journal Letters.

"As implicações para a evolução das galáxias e para a natureza do reservatório de carbono disponível para as galáxias formarem novas estrelas são excitantes", disse a coautora Jessica Werk, professora e presidente do Departamento de Astronomia da Universidade de Washington. "O mesmo carbono nos nossos corpos passou muito provavelmente uma quantidade significativa de tempo fora da Galáxia!"

Em 2011, uma equipa de cientistas confirmou pela primeira vez a teoria há muito defendida de que as galáxias que formam estrelas, como a nossa Via Láctea, estão rodeadas por um meio circungaláctico - e que esta grande nuvem de material em circulação inclui gases quentes enriquecidos com oxigénio. Garza, Werk e os seus colegas descobriram que o meio circungaláctico das galáxias com formação estelar também circula material de temperatura mais baixa, como o carbono.

Nesta representação artística, a luz de um quasar distante passa através do meio circungaláctico semelhante ao halo de uma galáxia a caminho da Terra, onde é medida pelo COS do Hubble para determinar a composição do halo. Crédito: NASA/ESA e A. Field (STScI)

"Podemos agora confirmar que o meio circungaláctico atua como um reservatório gigante tanto para o carbono como para o oxigénio", disse Garza. "E, pelo menos nas galáxias com formação estelar, sugerimos que este material cai de novo na galáxia para continuar o processo de reciclagem".

O estudo do meio circungaláctico pode ajudar os cientistas a compreender como é que este processo de reciclagem diminui, o que acabará por acontecer em todas as galáxias - mesmo na nossa. Uma teoria é que o abrandamento ou a quebra da contribuição do meio circungaláctico para o processo de reciclagem pode explicar porque é que as populações estelares de uma galáxia diminuem durante longos períodos de tempo.

"Se conseguirmos manter o ciclo - empurrando material para fora e puxando-o de volta para dentro - então, teoricamente, temos combustível suficiente para manter a formação estelar", disse Garza.

Para este estudo, os investigadores utilizaram o espetrógrafo COS (Cosmic Origins Spectrograph) do Telescópio Espacial Hubble. O espetrógrafo mediu a forma como a luz de nove quasares distantes - fontes de luz ultrabrilhantes no cosmos - é afetada pelo meio circungaláctico de 11 galáxias com formação estelar. As leituras do Hubble indicaram que parte da luz dos quasares estava a ser absorvida por um componente específico do meio circungaláctico: carbono, e em grande quantidade. Em alguns casos, detetaram carbono que se estendia por quase 400.000 anos-luz - ou quatro vezes o diâmetro da nossa Galáxia - até ao espaço intergaláctico.

É necessária investigação futura para quantificar a extensão total dos outros elementos que constituem o meio circungaláctico e para comparar ainda mais as diferenças de composição entre galáxias que ainda estão a produzir grandes quantidades de estrelas e galáxias que já cessaram a formação estelar. Essas respostas poderiam esclarecer não só quando é que galáxias como a nossa se transformam em desertos estelares, mas também porquê.

// Universidade de Washington (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Meio circungaláctico:
Wikipedia

Formação estelar:
Wikipedia

Formação planetária:
Wikipedia

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
Hubblesite
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia