O telescópio espacial James Webb (JWST) abriu uma nova era na astronomia. Este gigante telescópio, com um espelho primário de 6,5 metros, o mais poderoso já construído, nos permitiu observar o universo com uma clareza e sensibilidade sem precedentes. Mas o mais incrível de tudo é que este telescópio ainda está em suas primeiras etapas de operação.
Mesmo assim, já revolucionou nossa compreensão do universo. Com o apoio de missões espaciais, os pesquisadores conseguiram decifrar alguns dos mistérios mais enigmáticos do cosmos graças ao James Webb.
Na verdade, uma nova descoberta está intrigando a comunidade científica: um grupo de astrônomos detectou o que poderia ser o primeiro indício químico da presença de estrelas massivas em protoaglomerados globulares, formados apenas 440 milhões de anos após o Big Bang.
Os aglomerados globulares são agrupamentos densos de estrelas que se distribuem de forma esférica, com raios que variam entre uma dúzia e 100 anos-luz. Essas estruturas, que abrigam milhões de estrelas, são encontradas em todos os tipos de galáxias. Um estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics revela que a composição química das estrelas que nascem em um mesmo aglomerado globular apresenta anomalias que não são observadas em nenhum outro tipo de população estelar.
Uma equipe das universidades de Genebra e Barcelona, juntamente com o Instituto de Astrofísica de Paris (CNRS e Universidade de Sorbonne), propôs uma teoria audaciosa: a presença de estrelas massivas nos protocúmulos globulares.
Monstros celestiais que habitaram o universo primitivo
As observações feitas com o Telescópio Espacial James Webb têm sido cruciais para identificar esses protoclusters globulares. Sua poderosa visão infravermelha permitiu capturar a luz emitida por GN-z11, uma das galáxias mais distantes do universo, localizada a 13,3 bilhões de anos-luz. A análise do espectro de luz emitido por GN-z11 forneceu informações fundamentais para a pesquisa.
A composição das estrelas nos protocúmulos globulares tem desconcertado os cientistas. Observou-se que a proporção de elementos como oxigênio, nitrogênio, sódio e alumínio varia de uma estrela para outra, apesar de terem nascido ao mesmo tempo e na mesma nuvem de gás. Essas diferenças foram denominadas “anomalias de abundância”.
Em 2018, a equipe de pesquisa desenvolveu um modelo teórico que sugere que as estrelas massivas contaminaram a nuvem de gás original durante a formação dos aglomerados, resultando em uma distribuição heterogênea de elementos químicos nas estrelas formadas posteriormente.
“Hoje, graças aos dados coletados pelo Telescópio Espacial James Webb, acreditamos ter encontrado a primeira pista da presença dessas estrelas extraordinárias”, comenta Corinne Charbonnel, professora associada do Departamento de Astronomia da UNIGE e autora principal do estudo.
Verdadeiros “gigantes cósmicos” em um espaço, por si só, gigante
Estas estrelas, também conhecidas como “monstros celestiais”, são de 5 mil a 10 mil vezes mais massivas que o Sol e sua temperatura central atinge os 75 milhões de graus Celsius, cinco vezes maior que a do Sol.
Apesar de seu enorme tamanho e luminosidade, as estrelas massivas têm uma vida útil muito curta, de apenas dois milhões de anos. Em comparação, os aglomerados globulares têm uma idade estimada entre 10 bilhões e 13 bilhões de anos. Portanto, essas estrelas massivas desapareceram há muito tempo dos aglomerados que podemos observar hoje em dia, deixando apenas vestígios indiretos de sua existência.
O estudo detectou níveis muito elevados de nitrogênio nessas estrelas, bem como uma densidade estelar excepcionalmente alta. A presença de nitrogênio em grandes quantidades só pode ser explicada pela combustão de hidrogênio a temperaturas extremamente altas, algo que ocorre apenas no núcleo de estrelas massivas, como confirmado pelos modelos desenvolvidos por Laura Ramírez-Galeano, estudante de mestrado da equipe de pesquisa.
Esta nova descoberta abre um capítulo fascinante na compreensão da formação e evolução das galáxias no universo primitivo. A detecção dessas estrelas massivas em protocúmulos globulares nos aproxima de desvendar os mistérios da formação estelar nas primeiras etapas do cosmos.
