Atualizado 31 de agosto de 2026
Astrofísicos liderados pela Universidade de Portsmouth descobriram em simulações de explosões das primeiras estrelas do universo que ambientes ricos em água, capazes de formar estrelas e planetas, podem ter existido apenas entre 100 e 200 milhões de anos após o Big Bang, formando bolsas de agua em níveis próximos aos do sistema solar.
A pesquisa foi publicada na Revista Nature Astronomy.
A descoberta da Universidade de Portsmouth reescreve a cronologia cósmica ao antecipar o surgimento da água para escassos 100 a 200 milhões de anos após o Big Bang.
Essa descoberta se conecta perfeitamente com a nossa reflexão sobre como a astrobiologia está transformando a astronomia clássica: se a água, solvente universal da biologia, já estava presente nas primeiras gerações de estrelas (População III), a janela para o surgimento de de mundos aquáticos e química pré-biótica no universo é bilhões de anos mais antiga do que se supunha.
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A seguir veremos como as simulações astrofísicas lideradas pela Universidade de Portsmouth revelam que a água, elemento essencial para a biologia, acumulou-se em quantidades massivas apenas 100 a 200 milhões de anos após o Big Bang, e as possibilidades decorrentes. Em texto, imagens e vídeos.
Vídeo 1: A Água Do Universo Pode Ser Mais Antiga Do Que Se Pensava E Isso Tem Impacto Na Busca Por Vida
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Reescrevendo a Cronologia da Água e das origens da Vida no Cosmos
A busca pelas origens da vida sempre esteve atrelada à presença de água líquida (H_2O).
No entanto, o modelo cosmológico tradicional assumia que o cosmos primordial era quimicamente estéril, composto quase exclusivamente por hidrogênio e hélio, e que seriam necessárias múltiplas gerações de estrelas e bilhões de anos de evolução galáctica para fundir e sintetizar oxigênio em abundância suficiente para formar grandes reservatórios de água.
Agora tudo está mudando. Um estudo inovador conduzido por astrofísicos da Universidade de Portsmouth desafia esse paradigma.
Utilizando simulações supercomputacionais avançadas da dinâmica das primeiras estrelas do universo (as hipotéticas estrelas de População III), os pesquisadores demonstraram que o oxigênio recém-sintetizado se combinou rapidamente com o hidrogênio nas nuvens moleculares circundantes.
O resultado foi a formação de “bolsas de água” com concentrações comparáveis às encontradas no nosso próprio Sistema Solar apenas 100 a 200 milhões de anos após o surgimento do espaço-tempo.
A descoberta significa que planetas habitáveis podem ter começado a se formar muito antes, antes mesmo da formação das primeiras galáxias e bilhões de anos antes do que se pensava anteriormente.
O estudo foi liderado pelo astrofísico Dr. Daniel Whalen, do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth. É a primeira vez que a água é modelada no universo primordial.
Quanto tempo depois do Big Bang os ingredientes para a vida poderiam ter surgido?
A vida na Terra existe há pelo menos 3,7 bilhões de anos, mas o universo já existia bilhões de anos antes da formação do nosso planeta.
Isso deixa uma questão muito mais antiga pairando sobre a astrobiologia: quanto tempo depois do Big Bang os ingredientes para a vida poderiam ter surgido?
Simulações computacionais sugerem agora que um ingrediente crucial, a água, pode ter surgido surpreendentemente cedo. Explosões de supernovas da primeira geração de estrelas podem ter produzido bolsas de gás ricas em água apenas 100 a 200 milhões de anos após o Big Bang.
Em algumas dessas regiões densas, a quantidade de água simulada aproximou-se dos níveis encontrados no sistema solar atual. Essas mesmas bolsas poderiam, posteriormente, colapsar e formar estrelas e discos planetários.
O que nossas simulações mostraram foi que você poderia encontrar locais de formação planetária já enriquecidos com níveis de água semelhantes aos do sistema solar atual, apenas 200 milhões de anos após o Big Bang, disse Daniel Whalen, astrofísico da Universidade de Portsmouth e principal autor do estudo.
A seguir veremos como a agua poderia ter dado origem a mundos rochosos e talvez iniciado as origens da vida.
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A Física da Formação da Água Primordial: Um Cosmos Vocacionado para a Complexidade
De acordo com as simulações dos pesquisadores, as moléculas de água começaram a se formar logo após as primeiras explosões de supernovas, conhecidas como supernovas de População III (Pop III).
Esses eventos cósmicos, que ocorreram na primeira geração de estrelas, foram essenciais para a criação dos elementos pesados — como o oxigênio — necessários para a existência da água.
A principal descoberta é que as supernovas primordiais formaram água no Universo antes mesmo do surgimento das primeiras galáxias. Dr. Daniel Whalen, do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth.
Antes das primeiras estrelas explodirem, não havia água no Universo porque não havia oxigênio. Apenas núcleos muito simples sobreviveram ao Big Bang: hidrogênio, hélio, lítio e traços de bário e boro.
O oxigênio, forjado no interior dessas supernovas, combinou-se com o hidrogênio para formar água, abrindo caminho para a criação dos elementos essenciais necessários à vida.
Os pesquisadores examinaram dois tipos de supernovas: as supernovas de colapso de núcleo, que produzem uma quantidade modesta de elementos pesados, e as supernovas de População III, muito mais energéticas, que ejetam dezenas de massas solares de metais para o espaço.
O estudo descobriu que ambos os tipos de supernovas formaram aglomerados densos de gás enriquecidos com água.
Embora a quantidade total de água produzida nessas primeiras supernovas tenha sido modesta, ela estava altamente concentrada em regiões densas de gás, conhecidas como núcleos de nuvens, que são consideradas os locais de nascimento de estrelas e planetas.
Essas regiões primordiais ricas em água provavelmente deram origem à formação de planetas no alvorecer cósmico, muito antes do surgimento das primeiras galáxias.
O Dr. Whalen afirmou: “A principal descoberta é que as supernovas primordiais formaram água no Universo antes mesmo do surgimento das primeiras galáxias. Portanto, a água já era um componente essencial das primeiras galáxias.
As primeiras estrelas formadas por hidrogênio e hélio eram muito massivas, com vidas curtas antes de explodirem como supernovas
A água ainda não podia se formar porque o oxigênio não existia em quantidades significativas. Carbono, nitrogênio, oxigênio, fósforo e outros elementos mais pesados necessários para a vida como a conhecemos tiveram que esperar pelas estrelas.
As primeiras estrelas eventualmente se formaram a partir de hidrogênio e hélio primordiais. Elas provavelmente eram muito mais massivas que o Sol, e muitas tiveram vidas curtas antes de explodirem como supernovas .
Essas fornalhas estelares alteraram a química do cosmos. A fusão dentro das estrelas criou elementos mais pesados, enquanto suas explosões espalharam esse material pelo espaço circundante.
Para compreender como a água surgiu tão cedo no cosmos, é necessário examinar o ciclo de vida das primeiras superestrelas:
- As Primeiras Supernovas: Estrelas massivas primordiais, constituídas de hidrogênio puro, queimaram seu combustível nuclear em ritmo frenético e explodiram como supernovas em poucas dezenas de milhões de anos, ejetando os primeiros átomos pesados (como o oxigênio) no meio interestelar.
- A Armadilha Química do Hidrogênio: Como o hidrogênio era abundante em todo o universo jovem, os átomos de oxigênio recém-formados encontraram um ambiente saturado. A combinação química $H + OH \rightarrow H_2O$ ocorreu de forma acelerada no interior de nuvens de gás densas e frias.
- Resfriamento Eficiente por Água: A própria molécula de água atuou como um agente refrigerante para o gás cósmico. Ao emitir radiação infravermelha, a água permitiu que as nuvens moleculares perdessem calor e colapsassem sob sua própria gravidade, acelerando a formação da segunda geração de estrelas e discos protoplanetários.
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Implicações Astrobiológicas: A Vida É Mais Antiga do que Supúnhamos?
Ao provar que a água surgiu logo após as primeiras luzes estelares se acenderem, a astrobiologia dá um passo firme para redefinir o lugar da vida na história do universo.
A água não foi uma conquista tardia de um cosmos maduro, mas um dos seus primeiros e mais abundantes compostos.
Essa constatação reforça a tese de que o universo, desde os seus primeiros instantes, construiu as condições físicas e químicas necessárias para a emergência da complexidade — e, potencialmente, da vida.
Isso implica que as condições necessárias para a formação da vida já existiam muito antes do que jamais imaginamos – é um passo significativo em nossa compreensão do Universo primitivo.
Embora as massas totais de água fossem modestas, elas estavam altamente concentradas nas únicas estruturas capazes de formar estrelas e planetas. E isso sugere que discos planetários ricos em água poderiam se formar na aurora cósmica, antes mesmo das primeiras galáxias. Dr. Daniel Whalen, do Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth.
A confirmação de que ambientes ricos em água existiam quando o universo tinha menos de 2% da sua idade atual traz ramificações profundas para a astrobiologia:
- Padrão de Abundância Cedo no Tempo: A transição de um universo puramente atômico para um universo molecular complexo ocorreu quase instantaneamente na escala de tempo cosmológica.
- Berçários Planetários Aquáticos: Se os primeiros sistemas planetários primitivos contavam com água em níveis equivalentes aos do Sistema Solar, os ingredientes para a química orgânica pré-biótica já estavam disponíveis há mais de 13 bilhões de anos.
- Alvo para o Telescópio Espacial James Webb (JWST): A descoberta fornece metas diretas para a observação de galáxias com alto redshift (desvio para o vermelho), buscando detectar assinaturas espectrais de vapor de água nas profundezas do tempo cósmico.
Ficha Técnica da Descoberta Cosmológica
- Instituição Lider: Universidade de Portsmouth (Reino Unido).
- Objeto de Estudo: Formação molecular no meio interestelar do universo jovem.
- Cronologia: 100 a 200 milhões de anos após o Big Bang.
- Mecanismo: Dispersão de oxigênio por supernovas de População III e síntese acelerada de $H_2O$.
- Significado Astrobiológico: Antecipação extrema da janela de viabilidade para a vida química no cosmos.
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Bibliografia
Curadoria Técnica e Análise Audiovisual: Conteúdo Bibliográfico e Audiovisual Selecionado e Validado por Dr. Sergio Almeida Loiola – CV Lattes/CNPq.
Revista Nature Astronomy
Abundant water originating from primordial supernovas at the cosmic dawn.
https://doi.org/10.1038/s41550-025-02479-w
Water, an essential ingredient for life, was discovered to have formed shortly after the Big Bang.
Instituto de Cosmologia e Gravitação
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