Descoberta da primeira estrela com características originais!

 Entre os bilhões de estrelas que povoam o cosmos, algumas retêm a assinatura química de tempos remotos, muito antes de elementos pesados ​​se formarem em abundância.

As primeiras estrelas nascidas após o Big Bang eram compostas quase exclusivamente de hidrogênio e hélio, com traços minúsculos de lítio. Essas gigantes primordiais, aproximando-se do fim de suas vidas, liberaram no espaço os primeiros elementos mais pesados ​​criados pela fusão nuclear em seus núcleos. Esse material serviu então como matéria-prima para as gerações estelares subsequentes, cada uma enriquecendo gradualmente o meio interestelar.

Hoje, a maioria das estrelas contém uma mistura de elementos, mas algumas estrelas extremamente raras ainda preservam sua composição química original.

Uma equipe liderada por Alexander Ji, da Universidade de Chicago, identificou o que pode ser a estrela mais primitiva já descoberta. Chamada SDSS J0715-7334, essa gigante vermelha tem um conteúdo extraordinariamente baixo de metais — ou seja, elementos mais pesados ​​que o hélio. Sua metalicidade total , designada pela letra Z, é menor que 7,8 × 10⁻⁷, o que é cerca de metade do recorde anterior da estrela J1029+1729. Esse valor também é mais de dez vezes menor do que o da estrela mais pobre em ferro conhecida até o momento.

O que torna essa descoberta particularmente notável é a notável ausência de carbono em sua composição. Ao contrário de outras estrelas muito pobres em metais que normalmente retêm quantidades significativas de carbono, a SDSS J0715-7334 mostra um perfil químico excepcionalmente esparso. Os pesquisadores acreditam que essa configuração corresponde à assinatura de uma estrela da População III, as primeiras estrelas no Universo que nunca incorporaram elementos pesados.

A análise cinemática com dados do satélite Gaia ajudou a traçar a história movimentada da estrela. Os pesquisadores determinaram que ela se originou inicialmente na Grande Nuvem de Magalhães , uma galáxia satélite anã da Via Láctea , antes de ser capturada pela nossa galáxia. Sua órbita distante no halo galáctico preservou sua superfície de qualquer contaminação pelo meio interestelar, fornecendo aos astrônomos uma amostra particularmente pura para seus estudos.

Trajetória orbital reconstruída da estrela primitiva (SDSS J0715-7334) no halo galáctico com a da Grande Nuvem de Magalhães (LMC). Crédito: Missão Gaia/ESA

Esta descoberta também lança luz sobre os mecanismos de resfriamento das nuvens de gás primordiais. A SDSS J0715-7334 representa apenas a segunda estrela identificada abaixo do limiar para resfriamento de estrutura fina, um fenômeno no qual elementos pesados ​​facilitam o resfriamento das nuvens de gás. O trabalho sugere que o resfriamento da poeira cósmica é necessário para permitir a formação de estrelas com metalicidade tão baixa, um processo que poderia ocorrer em outras galáxias além da nossa.

As estrelas da População III

Estrelas de População III representam a primeira geração de estrelas formadas após o Big Bang. Elas foram formadas exclusivamente a partir dos elementos primordiais: hidrogênio, hélio e traços de lítio. Essas gigantes cósmicas, muito mais massivas do que as estrelas atuais, desempenharam um papel fundamental no enriquecimento químico do Universo.

Sua curta vida útil, de apenas alguns milhões de anos, terminou com explosões cataclísmicas de supernovas. Esses eventos violentos dispersaram os primeiros elementos pesados ​​sintetizados em seus núcleos, como carbono, oxigênio e ferro, para o espaço. Esse material recém-formado serviu então de base para as gerações estelares subsequentes.

A detecção direta de estrelas de População III continua sendo um objetivo importante da astronomia moderna. Seu estudo forneceria insights sobre as condições físicas prevalecentes no Universo primitivo e os mecanismos pelos quais as primeiras estruturas cósmicas se formaram. Estrelas extremamente pobres em metais, como SDSS J0715-7334, oferecem pistas valiosas sobre esses ancestrais estelares há muito desaparecidos.Modelos teóricos preveem que essas estrelas primordiais poderiam ter atingido massas consideráveis, até várias centenas de vezes a do Sol. Sua radiação intensa provavelmente contribuiu para a reionização do Universo, um processo crucial na história cósmica que transformou gás neutro em plasma ionizado.

Metalicidade estelar

A metalicidade de uma estrela mede seu conteúdo de elementos mais pesados ​​que o hélio, comumente chamados de metais em astronomia. Essa quantidade, frequentemente denotada por Z, representa a fração da massa estelar composta por esses elementos. Ela serve como um indicador valioso para datar estrelas e traçar a história química da nossa galáxia.

Os astrônomos determinam a metalicidade analisando o espectro de luz das estrelas. Cada elemento químico absorve ou emite luz em comprimentos de onda específicos, criando uma assinatura espectral única. Ao medir a intensidade dessas linhas espectrais, os pesquisadores podem quantificar com precisão a abundância de diferentes elementos presentes na atmosfera estelar.

Nosso Sol, com uma metalicidade de cerca de 0,02, representa uma estrela com uma população relativamente jovem e enriquecida. Em comparação, as estrelas mais antigas da Via Láctea têm metalicidades tão baixas quanto 10⁻⁶, um milionésimo da do Sol. Esses valores extremamente baixos indicam sua formação em um Universo ainda pobre em elementos pesados.

O estudo de estrelas com metalicidade muito baixa permite reconstruir a evolução química da galáxia. Cada geração estelar enriquece o meio interestelar, criando uma progressão cronológica visível na composição química das estrelas. Essa abordagem, semelhante ao estudo das camadas geológicas, oferece uma janela única para a história cósmica.

Techno-science.net