O Telescópio Espacial James Webb (JWST) encontrou a primeira evidência de que milhões de estrelas supermassivas, 10 vezes a massa do Sol, podem estar à espreita no início do universo.
Nascidas apenas 440 milhões de anos após o Big Bang, essas estrelas podem lançar luz sobre como nosso universo foi semeado com elementos pesados. Os pesquisadores, que apelidaram as estrelas gigantes de "monstros do céu", publicaram suas descobertas em 5 de maio na revista Astronomia e Astrofísica.
"Hoje, graças aos dados coletados pelo Telescópio Espacial James Webb, acreditamos ter encontrado a primeira pista da presença dessas estrelas extraordinárias", disse a principal autora do estudo, Corinne Charbonnel, professora de astronomia na Universidade de Genebra, na Suíça.
Pesquisadores descobriram as assinaturas químicas de estrelas gigantes dentro de aglomerados globulares - aglomerados de dezenas de milhares a milhões de estrelas densamente compactadas, muitas das quais estão entre as mais antigas a se formar em nosso universo. Cerca de 180 aglomerados globulares pontilham nossa Via Láctea e, por serem tão antigos, fornecem aos astrônomos janelas no tempo para os primeiros anos de nosso universo.
Misteriosamente, algumas das estrelas nesses aglomerados têm proporções extremamente diferentes de elementos (oxigênio, nitrogênio, sódio e alumínio), embora tenham se formado na mesma época e a partir das mesmas nuvens de gás e poeira há 13,4 bilhões de anos.
Os astrônomos acreditam que tamanha variedade de elementos pode ser explicada pela existência de estrelas supermassivas - gigantes cósmicas nascidas nas condições mais densas do universo primitivo, que queimavam seu combustível a temperaturas muito mais altas, formando elementos mais pesados que posteriormente "contaminaram" estrelas bebês menores (que geralmente consistem em elementos muito mais leves).
Mas encontrar essas estrelas não foi fácil. Os gigantes de fogo, que têm de 5 a 000 vezes o tamanho do nosso Sol, queimaram a uma temperatura de 10 milhões de graus Fahrenheit (000 milhões de graus Celsius). Como as estrelas maiores, mais brilhantes e mais quentes morrem mais rapidamente, esses monstros cósmicos há muito encontraram sua morte em explosões extremamente poderosas chamadas hipernovas.
"Os aglomerados globulares têm de 10 a 13 bilhões de anos, enquanto as supernovas têm uma vida útil máxima de dois milhões de anos. Portanto, eles desapareceram muito cedo desses aglomerados que podem ser observados agora. Restam apenas vestígios indiretos", disse o coautor da pesquisa, Mark Giles, professor de astrofísica da Universidade de Barcelona, em um comunicado.
Para detectar os restos químicos dispersos de monstros antigos, os pesquisadores apontaram a câmera infravermelha do JWST para a galáxia GN-z11, uma das galáxias mais distantes e antigas já descobertas, localizada a 13,3 bilhões de anos-luz da Terra. Diferentes produtos químicos absorvem e emitem luz em diferentes frequências, portanto, ao quebrar a luz proveniente dos diferentes aglomerados globulares encontrados em GN-z11, os astrônomos descobriram que suas estrelas não são apenas bem compactadas, mas também cercadas por altos níveis de nitrogênio.
"A forte presença de nitrogênio só pode ser explicada pela queima de hidrogênio em temperaturas extremamente altas, que apenas o núcleo de estrelas supermassivas pode alcançar", disse Charbonnel.
Depois de encontrar as primeiras pistas sobre os monstros do céu, os pesquisadores estudarão mais aglomerados globulares em mais galáxias para ver se sua descoberta deveria estar em outro lugar.
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