Primeiras estrelas pobres em metais e com alto teor de carbono descobertas na galáxia companheira da Via Láctea

Utilizando o espectrógrafo do Baryons Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS), astrônomos descobriram cinco novas estrelas pobres em metais e com alto teor de carbono na Grande Nuvem de Magalhães (LMC). Esta é a primeira vez que estrelas desse tipo são identificadas nessa galáxia. A descoberta foi relatada em um artigo publicado em 15 de janeiro no servidor de pré-impressão arXiv .

Distribuição das posições celestes (painel esquerdo) e movimentos próprios (painel direito) em coordenadas da Corrente Magalhânica das cinco estrelas CEMP (estrelas vermelhas) em relação ao restante da amostra das Nuvens de Magalhães no SDSS-V DR20. Todas as cinco estrelas possuem coordenadas celestes e movimentos próprios consistentes com a sua inclusão na Grande Nuvem de Magalhães. Crédito: arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2601.10514 

Pobre em metais, mas enriquecido com carbono.

Estrelas pobres em metais são objetos raros, visto que apenas alguns milhares de estrelas com abundância de ferro [Fe/H] abaixo de -2,0 foram descobertas até o momento. Expandir a ainda curta lista de estrelas pobres em metais é de grande importância para os astrônomos, pois tais objetos têm o potencial de aprimorar nosso conhecimento sobre a evolução química do universo.

As observações mostram que uma fração significativa dessas estrelas apresenta uma grande superabundância de carbono ; portanto, elas são conhecidas como estrelas pobres em metais e enriquecidas com carbono (CEMP).

Contudo, embora muitas estrelas CEMP tenham sido identificadas em nossa galáxia, há uma carência observacional desses objetos em galáxias anãs esferoidais. Por exemplo, até o momento, nenhuma estrela desse tipo foi detectada na Grande Nuvem de Magalhães (LMC) — uma galáxia anã satélite da Via Láctea.

Existe alguma estrela CEMP na Grande Nuvem de Magalhães?

Para mudar essa situação, uma equipe de astrônomos liderada por Madeline Lucey, da Universidade da Pensilvânia, realizou uma busca por estrelas CEMP analisando os dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

"Neste trabalho, usamos dados do programa Magellanic Genesis do SDSS-V para buscar estrelas CEMP na Grande Nuvem de Magalhães. (...) Apresentamos a descoberta das cinco primeiras estrelas CEMP na maior galáxia anã companheira da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães, usando espectros do SDSS-V obtidos pelo instrumento BOSS", escrevem os pesquisadores.

Cinco candidatos promissores

A equipe de Lucey analisou 381 estrelas do catálogo SDSS-V DR20 Magellanic Genesis, classificadas como candidatas a estrelas do tipo CEMP com base em seus espectros. Dessa amostra, eles selecionaram cinco estrelas com as menores metalicidades e a maior razão carbono/ferro [C/Fe] para investigação posterior.

As estrelas selecionadas são designadas SDSS 92278782, 96041179, 98320880, 98332219 e 98357416. As estrelas têm metalicidades entre -3,21 e -2,09, enquanto suas razões de abundância [C/Fe] variam de 1,23 a 2,41. As temperaturas efetivas dessas cinco estrelas foram encontradas na faixa de 4.600–4.850 K. 

Os autores do artigo destacam que as cinco estrelas relatadas no estudo são provavelmente estrelas CEMP. No entanto, não está claro se a classificação CEMP se aplicaria além da Via Láctea, considerando as diferenças na evolução química entre galáxias de diferentes massas. Portanto, espectros de maior resolução para confirmar a abundância de elementos de captura de nêutrons são necessários para se chegar a conclusões definitivas sobre o status dessas estrelas.

Pesquisa futura

Resumindo os resultados, os pesquisadores destacam a importância de sua descoberta para estudos futuros.

"A descoberta dessas cinco estrelas representa um passo crucial para a compreensão da composição química das estrelas mais pobres em metais na Grande Nuvem de Magalhães. Em trabalhos futuros, planejamos analisar de forma homogênea todos os espectros BOSS da Grande Nuvem de Magalhães e da Pequena Nuvem de Magalhães do SDSS-V para medir com precisão a taxa de ocorrência de CEMP nessas galáxias", escrevem os cientistas.

Phys.org