A primeira evidência de que milhões de estrelas supermassivas com até 10.000 vezes a massa do Sol podem ter se escondido nas bordas do universo foi recentemente descoberta pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST).
As estrelas, que apareceram apenas 440 milhões de anos após o Big Bang, podem fornecer informações sobre como os elementos pesados foram inicialmente introduzidos em nosso universo. As descobertas, que foram apelidadas de “monstros celestiais”.
“Hoje, por causa das informações coletadas pelo Telescópio Espacial James Webb, aceitamos ter rastreado um primeiro indício da presença dessas estrelas notáveis”, disse o autor do estudo, Corinne Charbonnel, professor de observação de estrelas no Colégio de Genebra, na Suíça.
Em aglomerados globulares, que são aglomerados de dezenas de milhares a milhões de estrelas bem compactadas, pesquisadores descobriram traços químicos das enormes estrelas. Muitos destes aglomerados estão entre os mais antigos que já se formaram no universo. Aproximadamente 180 aglomerados globulares pontilham nosso sistema cósmico da Via Láctea e, por serem tão antigos, servem aos observadores de estrelas como janelas através do tempo para os primeiros longos trechos do universo.
Apesar de terem se formado aproximadamente ao mesmo tempo e a partir das mesmas nuvens de gás e poeira há 13,4 bilhões de anos, algumas das estrelas nesses aglomerados têm proporções diferentes dos elementos oxigênio, nitrogênio, sódio e alumínio.
Os astrônomos aceitam que essa variedade essencial pode ser explicada pela presença de estrelas supermassivas – enormes monstros trazidos ao mundo nos estados mais densos do universo primitivo que consumiam seu combustível em temperaturas altíssimas, fornecendo componentes mais pesados que, portanto, “sujavam” mais pequenas estrelas bebê (que na maioria das vezes consistem em componentes muito mais leves).
Seja como for, encontrar essas estrelas tem se mostrado problemático. Em qualquer lugar entre 5.000 a 10.000 vezes o tamanho do nosso sol, os imensos ardentes consumiram a temperaturas de 75 milhões de graus Celsius. Esses monstros cósmicos há muito desapareceram em hipernovas, explosões violentas que ocorrem quando as estrelas ficam maiores, mais brilhantes e quentes.
“Enquanto as superestrelas têm uma vida útil máxima de dois milhões de anos, os aglomerados globulares têm entre 10 e 13 bilhões de anos. Dessa forma, eles desapareceram antes do previsto dos grupos atualmente reconhecíveis. Co-autor Mark Gieles, professor de astrofísica na Universidade de Barcelona, afirmou no comunicado que “só restam vestígios indiretos”.
Para detectar o acúmulo de compostos dispersos das bestas antigas, os cientistas prepararam a câmera infravermelha do JWST no universo GN-z11, que é talvez o sistema mais distante e antiquado já encontrado, situado a 13,3 bilhões de anos-luz da Terra. Ao quebrar a luz proveniente dos vários aglomerados globulares encontrados em GN-z11, os astrônomos descobriram que não apenas suas estrelas estavam bem compactadas, mas também cercadas por altos níveis de nitrogênio porque diferentes produtos químicos absorvem e emitem luz em diferentes frequências.
Charbonnel afirmou: “A combustão de hidrogênio em temperaturas extremamente altas, que apenas o núcleo de estrelas supermassivas consegue alcançar, só pode ser explicada pela forte presença de nitrogênio.”
Os pesquisadores examinarão aglomerados globulares adicionais em galáxias adicionais para ver se sua descoberta se mantém em outro lugar depois de descobrir as pistas iniciais para os monstros celestes.
