Uma das estrelas mais antigas do Universo encontrada ao lado da Via Láctea

A Grande Nuvem de Magalhães. (NASA/JPL-Caltech/STScI)

doi.org/10.1038/s41550-024-02223-w
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#Estrela 

Uma busca pelas primeiras estrelas que surgiram no início do Universo resultou numa das estrelas mais antigas que já encontramos, mesmo ao lado da nossa própria galáxia.

Não é exatamente um membro da primeira geração estelar.

Este brilho na escuridão, conhecido como LMC 119, foi localizado na Grande Nuvem de Magalhães que orbita a Via Láctea, e é a primeira estrela da segunda geração do Universo encontrada em outra galáxia.

“Esta estrela fornece uma janela única para o processo inicial de formação de elementos em galáxias que não a nossa”, diz o astrofísico Anirudh Chiti, da Universidade de Chicago, que liderou a investigação.

“Construímos uma ideia de como se parecem estas estrelas que foram quimicamente enriquecidas pelas primeiras estrelas na Via Láctea, mas ainda não sabemos se algumas destas assinaturas são únicas ou se as coisas aconteceram de forma semelhante noutras galáxias.

” As primeiras estrelas do Universo não tinham uma gama diversificada de materiais para trabalhar.

Formaram-se a partir de nuvens de hidrogénio e hélio que se fundiram no Universo primordial na sequência do Big Bang, transformando os seus núcleos em máquinas de fusão que lançaram luz através da escuridão.

Foram estas estrelas, transformando o hidrogénio em hélio, e depois o hélio em carbono, e assim por diante, até ao ferro para as estrelas mais massivas, que iniciaram a produção da tabela periódica dos elementos do Universo.

As violentas explosões e colisões das estrelas produziram elementos ainda mais pesados.

Uma vez que esses elementos estavam presentes no Universo, eles foram incorporados às gerações subsequentes de estrelas.

A metalicidade de uma estrela é um dos medidores que os astrônomos usam para saber sua idade; Quantidades mais baixas de metais na composição de uma estrela significam que ela nasceu mais cedo no Universo, quando havia muito menos metal por perto.

A Grande Nuvem de Magalhães em luz ultravioleta. (NASA/Swift/S. Immler (Goddard) e M. Siegel (Penn State))

O Santo Graal seriam estrelas sem qualquer metalicidade – as da primeira geração.

Mas nenhum foi encontrado ainda.

Achamos que é porque a maioria dessas primeiras estrelas eram tão grandes que queimaram e morreram extremamente rapidamente.

O que descobrimos na Via Láctea são estrelas que os astrônomos pensam pertencerem à segunda geração – com tão pouca metalicidade que devem ter nascido apenas do material que restou depois da primeira geração ter explodido em poeira estelar.

São extremamente raras – menos de uma estrela em 100.000 é uma estrela de segunda geração – mas vale a pena procurá-las, dizem os investigadores.

E encontrar um fora da Via Láctea pode nos dizer se os materiais que flutuam em torno do Universo primitivo estavam distribuídos uniformemente.

“Nas suas camadas exteriores, estas estrelas preservam os elementos próximos do local onde se formaram”, diz Chiti.

“Se conseguirmos encontrar uma estrela muito antiga e obter a sua composição química, poderemos compreender como era a composição química do Universo no local onde essa estrela se formou, há milhares de milhões de anos.” Para encontrar estrelas antigas extragalácticas, Chiti e os seus colegas voltaram a sua atenção para a Grande Nuvem de Magalhães, um satélite da Via Láctea que orbita a uma distância de cerca de 160.000 anos-luz.

Foi aqui que encontraram LMC 119, uma estrela tão pobre em elementos mais pesados que deve ser membro da segunda geração de estrelas.

Imagem da Via Láctea compilada a partir de dados de Gaia, com a Grande e a Pequena Nuvens de Magalhães no canto inferior direito. (ESA/Gaia/DPAC)

Curiosamente, a equipe encontrou no LMC 119 uma das respostas que procurava.

Difere em composição das estrelas de segunda geração da Via Láctea – tem significativamente menos carbono e ferro.

“Isso foi muito intrigante e sugere que talvez o aumento de carbono da primeira geração, como vemos na Via Láctea, não fosse universal.

Teremos que fazer mais estudos, mas sugere que existem diferenças de lugar para lugar, “, diz Chiti.

“Acho que estamos preenchendo o quadro de como era o processo inicial de enriquecimento de elementos em diferentes ambientes.” Os investigadores acreditam que mais destas estrelas antigas podem estar à espreita na Grande Nuvem de Magalhães.

Encontrá-los poderá fornecer novas pistas sobre a infância do Universo e as diferenças nos caminhos evolutivos seguidos pelas estrelas separadas no espaço e no tempo.


Publicado em 30/03/2024 12h37

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