A luz do recordista anterior levou 9 bilhões de anos para chegar à Terra. É uma enorme estrela azul apelidada de “Ícaro”. Earendel não deve ser confundido com a estrela mais antiga conhecida, apelidada de “Mausalém”, descoberta pelo Hubble em 2013. O Hubble também detém o recorde de distância cósmica de uma galáxia. Sua luz levou 13,4 bilhões de anos para chegar à Terra.
O Telescópio Espacial Hubble da NASA estabeleceu um novo marco extraordinário: detectar a luz de uma estrela que existiu no primeiro bilhão de anos após o nascimento do universo no big bang – a estrela individual mais distante já vista até hoje.
A descoberta é um grande salto no tempo em relação ao recordista anterior de uma única estrela; detectada pelo Hubble em 2018. Essa estrela existia quando o universo tinha cerca de 4 bilhões de anos, ou 30% de sua idade atual, em um momento que os astrônomos chamam de “desvio para o vermelho 1,5”. Os cientistas usam a palavra “redshift” porque, à medida que o universo se expande, a luz de objetos distantes é esticada ou “deslocada” para comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos à medida que viaja em nossa direção.
A estrela recém-detectada está tão distante que sua luz levou 12,9 bilhões de anos para chegar à Terra, aparecendo para nós como quando o universo tinha apenas 7% de sua idade atual, com desvio para o vermelho de 6,2. Os menores objetos vistos anteriormente a uma distância tão grande são aglomerados de estrelas, embutidos dentro de galáxias primitivas.
“Quase não acreditamos no começo, era muito mais longe do que a estrela anterior mais distante e com maior desvio para o vermelho”, disse o astrônomo Brian Welch, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, principal autor do artigo que descreve a descoberta, que é publicado na revista Nature de 30 de março. A descoberta foi feita a partir de dados coletados durante o programa RELICS (Reionization Lensing Cluster Survey) do Hubble, liderado pelo coautor Dan Coe no Space Telescope Science Institute (STScI), também em Baltimore.
“Normalmente a essas distâncias, galáxias inteiras parecem pequenas manchas, com a luz de milhões de estrelas se misturando”, disse Welch. “A galáxia que hospeda esta estrela foi ampliada e distorcida por lentes gravitacionais em um longo crescente que chamamos de Arco do Nascer do Sol”.
Depois de estudar a galáxia em detalhes, Welch determinou que uma característica é uma estrela extremamente ampliada que ele chamou de Earendel, que significa “estrela da manhã” em inglês antigo. A descoberta promete abrir uma era inexplorada de formação estelar muito precoce.
Créditos: Ciência: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Processamento de imagem: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)
“Earendel existiu há tanto tempo que pode não ter as mesmas matérias-primas que as estrelas ao nosso redor hoje”, explicou Welch. “Estudar Earendel será uma janela para uma era do universo com a qual não estamos familiarizados, mas que levou a tudo o que sabemos. É como se estivéssemos lendo um livro realmente interessante, mas começamos com o segundo capítulo e agora teremos a chance de ver como tudo começou”, disse Welch.
Quando as estrelas se alinham
A equipe de pesquisa estima que Earendel tenha pelo menos 50 vezes a massa do nosso Sol e milhões de vezes mais brilhante, rivalizando com as estrelas mais massivas conhecidas. Mas mesmo uma estrela tão brilhante e de massa muito alta seria impossível de ver a uma distância tão grande sem a ajuda da ampliação natural de um enorme aglomerado de galáxias, WHL0137-08, entre nós e Earendel. A massa do aglomerado de galáxias distorce o tecido do espaço, criando uma poderosa lupa natural que distorce e amplifica muito a luz de objetos distantes atrás dela.
Graças ao raro alinhamento com o aglomerado de galáxias em ampliação, a estrela Earendel aparece diretamente ou extremamente perto de uma ondulação no tecido do espaço. Essa ondulação, que é definida em óptica como uma “cáustica”, fornece ampliação e brilho máximos. O efeito é análogo à superfície ondulada de uma piscina criando padrões de luz brilhante no fundo da piscina em um dia ensolarado. As ondulações na superfície atuam como lentes e focam a luz solar para o brilho máximo no fundo da piscina.
Essa cáustica faz com que a estrela Earendel saia do brilho geral de sua galáxia natal. Seu brilho é ampliado mil vezes ou mais. Neste ponto, os astrônomos não são capazes de determinar se Earendel é uma estrela binária, embora a maioria das estrelas massivas tenha pelo menos uma estrela companheira menor.
Confirmação com o James Webb
Os astrônomos esperam que Earendel permaneça altamente ampliado nos próximos anos. Ele será observado pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. A alta sensibilidade do James Webb à luz infravermelha é necessária para aprender mais sobre Earendel, porque sua luz é esticada (desvio para o vermelho) para comprimentos de onda infravermelhos mais longos devido à expansão do universo.
“Com o James Webb, esperamos confirmar que Earendel é de fato uma estrela, além de medir seu brilho e temperatura”, disse Coe. Esses detalhes restringirão seu tipo e estágio no ciclo de vida estelar. “Também esperamos descobrir que a galáxia Sunrise Arc está carente de elementos pesados que se formam nas gerações subsequentes de estrelas. Isso sugere que Earendel é uma estrela rara e massiva pobre em metais”, disse Coe.
A composição de Earendel será de grande interesse para os astrônomos, porque se formou antes que o universo fosse preenchido com os elementos pesados produzidos por sucessivas gerações de estrelas massivas. Se estudos de acompanhamento descobrirem que Earendel é composto apenas de hidrogênio e hélio primordiais, seria a primeira evidência para as lendárias estrelas da População III, que se supõe serem as primeiras estrelas nascidas após o big bang. Embora a probabilidade seja pequena, Welch admite que é atraente.
“Com o James Webb, podemos ver estrelas ainda mais distantes do que Earendel, o que seria incrivelmente emocionante”, disse Welch. “Vamos voltar o mais longe que pudermos. Eu adoraria ver o James Webb quebrar o recorde de distância de Earendel.”
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Association of Universities for Research in Astronomy em Washington, D.C.
Publicado em 30/03/2022 22h11
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