As estrelas anciãs da Via Láctea

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Imagem de uma pequena porção do bojo da Via Láctea. Os astrônomos do estudo analisaram o tráfego galáctico para encontrar estrelas com pouco ferro. A imagem foi registrda com o Telescópio SkyMapper, na Austrália. Crédito: © ANU/SkyMapper

Numa busca conduzida nas regiões mais internas da Via Láctea, um grupo internacional de astrônomos encontrou algumas das estrelas mais antigas já observadas — fornecendo evidências de como ocorreu a evolução do Universo em seus primeiros milhões de anos. Estima-se que as primeiras estrelas tenham surgido entre 100 milhões e 200 milhões de anos após o Big Bang — o evento ocorrido 13,8 bilhões de anos atrás que marca o início da expansão cósmica, ainda em andamento até o momento. Essas estrelas tinham pouca variedade em sua composição, uma vez que o Big Bang em si só foi capaz de produzir hidrogênio, hélio e lítio. Todos os átomos mais pesados — como o carbono, o oxigênio e o ferro — tiveram de ser produzidos no coração desses astros primordiais e então dispersados em incríveis explosões, conhecidas como supernovas.

Existe uma expectativa de que, conforme sondemos as profundezas do Universo com equipamentos avançados, como o Telescópio Espacial James Webb, talvez possamos captar a luz provinda dessas primeiras explosões. É a ideia de que, quanto mais longe olhamos, mais antiga é a luz que chega até nós, de forma que se pode esperar detectar uma quantidade de raios luminosos que partiram dessas supernovas há 13,7 bilhões de anos apenas nos alcançaram atualmente — contanto que tenhamos instrumentos suficientemente sensíveis. Entretanto, a estratégia seguida pelo grupo liderado pela cientista Louise Howes, da Universidade Nacional da Austrália, e o doutor Andrew Casey, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, foi diferente. Ao estudar o bojo da nossa Via Láctea — sua região mais central — a premissa não era encontrar sinais dessa primeira geração de estrelas, que formou e se exigiu há bilhões de anos.

Em vez disso, a busca era pelas remanescentes de uma segunda geração estrelar, descendente direta das primordiais. Combinando telescópios SkyMapper, na Austrália, e o conjunto de telescópios de 6,5 metros de Magalhães, no Chile , a equipe científica começou com 14 mil estrelas promissoras na região do bojo galáctico, em seguida, a equipe utilizou o Telescópio Anglo-Australiano para descobrir que cerca de 500 dessas estrelas possuíam uma pouca quantidade de ferro e obtiveram, por fim, através da alta resolução dos Telescópios de Magalhães, 23 estrelas mais significativas — todas elas com baixo conteúdo de elementos pesados, indicando uma evidência de sua origem antiga.

Dessas, nove tinham tão pouco desses átomos que sua concentração estava entre um milésimo e um décimo de milésimo da encontrada no Sol. É a primeira vez que estrelas com uma metalicidade (objeto com matéria constituída de elementos químicos diferentes do hidrogênio e hélio), tão baixa são encontradas na região central da Via Láctea — que, segundo a teoria, teria se formado primeiro e, portanto, representa de forma mais fiel as populações mais antigas de estrelas. Curiosamente, várias estrelas similarmente pobres em metais já haviam sido observadas no halo galáctico, ou seja, na região mais externa da galáxia, mas é difícil assegurar que esses objetos celestes sejam mesmo de uma população muito antiga, uma vez que sua baixa metalicidade pode ser explicada também pelo fato de que o gás nas regiões mais exteriores da galáxia foi menos enriquecido por supernovas ao longo dos éons.

Contudo, com estrelas luminosas na região central — e os astrônomos conseguiram se certificar de que sete das nove menos enriquecidas estão mesmo em órbitas próximas ao redor do centro da galáxia e, portanto, estão de fato situadas no bojo da Via Láctea — só há uma explicação: são as estrelas anciãs de nossa galáxia. E o mais interessante é que as discrepâncias entre os diferentes elementos encontrados em sua composição revelam detalhes da primeira geração de estrelas — cujo desvaneceu-se há 13,7 bilhões de anos. A análise dos dados sugere que essas estrelas primordiais na verdade detonaram como hipernovas — explosões ainda mais violentas que a de uma supernova convencional, cerca de dez vezes mais energéticas.

O estudo desses astros antigos — e o que eles podem nos referir sobre as primeiras luzes do cosmos — auxiliará a compreender de forma mais detalhada como ocorreu a evolução química do Universo ao longo de bilhões de anos. O trabalho de Howes e seus colegas foi publicado em um artigo científico na revista Nature.

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