Uma nova descoberta está lançando luz sobre como o flúor – um elemento encontrado nos ossos e dentes como o flúor – é forjado no universo. Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), do qual o European Southern Observatory (ESO) é parceiro, uma equipe de astrônomos detectou este elemento em uma galáxia tão distante que sua luz levou mais de 12 bilhões de anos para nos alcance. Esta é a primeira vez que o flúor foi localizado em uma galáxia de formação de estrelas tão distante.
“Todos nós sabemos sobre o flúor porque a pasta de dente que usamos todos os dias contém na forma de flúor”, disse Maximilien Franco, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido, que liderou o novo estudo, publicado hoje na Nature Astronomy. Como a maioria dos elementos ao nosso redor, o flúor é criado dentro das estrelas, mas, até agora, não sabíamos exatamente como esse elemento era produzido. “Nós nem sabíamos que tipo de estrela produzia a maior parte do flúor no universo!”
Franco e seus colaboradores avistaram flúor (na forma de fluoreto de hidrogênio) nas grandes nuvens de gás da distante galáxia NGP – 190387, que vemos como era quando o universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos, cerca de 10% de sua corrente era. Como as estrelas expelem os elementos que formam em seus núcleos à medida que chegam ao fim de suas vidas, essa detecção implica que as estrelas que criaram o flúor devem ter vivido e morrido rapidamente.
A equipe acredita que as estrelas Wolf-Rayet, estrelas muito massivas que vivem apenas alguns milhões de anos, um piscar de olhos na história do universo, são os locais mais prováveis de produção de flúor. Eles são necessários para explicar as quantidades de fluoreto de hidrogênio que a equipe detectou. Estrelas Wolf-Rayet foram sugeridas como possíveis fontes de flúor cósmico antes, mas os astrônomos não sabiam até agora o quão importante eles eram na produção deste elemento no universo primitivo.
?Mostramos que as estrelas Wolf-Rayet, que estão entre as estrelas mais massivas conhecidas e podem explodir violentamente ao chegarem ao fim de suas vidas, nos ajudam, de certa forma, a manter uma boa saúde bucal?, diz Franco.
Além dessas estrelas, outros cenários de como o flúor é produzido e expelido foram apresentados no passado. Um exemplo inclui as pulsações de estrelas gigantes evoluídas com massas até poucas vezes maiores do que o nosso Sol, chamadas estrelas de ramos gigantes assintóticas. Mas a equipe acredita que esses cenários, alguns dos quais levam bilhões de anos para ocorrer, podem não explicar totalmente a quantidade de flúor no NGP-190387.
“Para esta galáxia, levou apenas dezenas ou centenas de milhões de anos para ter níveis de flúor comparáveis aos encontrados nas estrelas da Via Láctea, que tem 13,5 bilhões de anos. Este foi um resultado totalmente inesperado”, disse Chiaki Kobayashi, um professor da Universidade de Hertfordshire. “Nossa medição adiciona uma restrição completamente nova à origem do flúor, que foi estudada por duas décadas.”
A descoberta em NGP – 190387 marca uma das primeiras detecções de flúor além da Via Láctea e suas galáxias vizinhas. Os astrônomos já haviam avistado esse elemento em quasares remotos, objetos brilhantes alimentados por buracos negros supermassivos no centro de algumas galáxias. Mas nunca antes esse elemento foi observado em uma galáxia em formação de estrelas tão cedo na história do universo.
A detecção do flúor pela equipe foi uma descoberta casual, possível graças ao uso de observatórios espaciais e terrestres. NGP – 190387, originalmente descoberto com o Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Europeia e mais tarde observado com o ALMA, com base no Chile, é extraordinariamente brilhante por sua distância. Os dados do ALMA confirmaram que a luminosidade excepcional do NGP – 190387 foi parcialmente causada por outra galáxia massiva conhecida, localizada entre NGP – 190387 e a Terra, muito perto da linha de visão. Esta enorme galáxia amplificou a luz observada por Franco e seus colaboradores, permitindo-lhes localizar a fraca radiação emitida há bilhões de anos pelo flúor em NGP – 190387.
Estudos futuros do NGP – 190387 com o Extremely Large Telescope (ELT) – o novo projeto carro-chefe da ESO, em construção no Chile e com início de operação previsto para o final desta década – podem revelar mais segredos sobre esta galáxia. “O ALMA é sensível à radiação emitida pelo gás interestelar frio e poeira”, disse Chentao Yang, um bolsista do ESO no Chile. “Com o ELT, seremos capazes de observar NGP-190387 através da luz direta das estrelas, obtendo informações cruciais sobre o conteúdo estelar desta galáxia.”
Esta pesquisa foi apresentada no artigo “O aumento do enriquecimento do meio interestelar em z> 4” a ser publicado na Nature Astronomy.
Publicado em 04/11/2021 22h33
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