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Estrelas primordiais podem ser "escuras" demais para o telescópio James Webb

Em um novo estudo, o astrofísico James A. A. Trussler, da Universidade de Manchester, junto de outros pesquisadores, investigou se o telescópio James Webb seria capaz de detectar as estrelas de primeira geração, formadas a partir do material primordial deixado pelo Big Bang. Estas estrelas são compostas por hidrogênio e hélio, e a única forma de vê-las é procurando-as nos alcances mais profundos do espaço.

De forma geral, as estrelas são compostas principalmente de hidrogênio e hélio, mas a maioria delas tem também elementos pesados (metais) em sua composição. Assim, as primeiras estrelas nascidas da nuvem primordial de hidrogênio e hélio têm quantidades mínimas de metais em suas estruturas, enquanto aquelas formadas em gerações mais novas têm mais metal que as anteriores.

As estrelas mais antigas pertencem à População III (Imagem: Reprodução/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine)
As estrelas mais antigas pertencem à População III (Imagem: Reprodução/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine)

Dito isso, as estrelas podem ser divididas nas populações I, II e III, de acordo com a metalicidade de suas composições: aquelas com mais metais pertencem à População I, e aquelas com metalicidade extremamente baixa são da População III. Quanto mais metais tiver em sua composição, mais densa a estrela se torna; portanto, uma estrela como o Sol é mais compacta que uma da População III, e consequentemente não “precisa” de tanta massa para brilhar.

É aqui que entra o novo estudo, que tentou responder à seguinte pergunta: as primeiras estrelas, que eram mais massivas e viveram por pouco tempo, seriam “fracas” demais para serem observadas pelo telescópio James Webb? Para descobrir, os pesquisadores simularam a intensidade do brilho e o espectro das estrelas da primeira geração, tentando determinar como elas seriam se fossem observadas em uma galáxia primordial.

As lentes gravitacionais podem ajudar a revelar estrelas antigas (Imagem: Reprodução/NASA / CXC / J. Irwin et al./NASA/STScI)
As lentes gravitacionais podem ajudar a revelar estrelas antigas (Imagem: Reprodução/NASA / CXC / J. Irwin et al./NASA/STScI)

Depois, eles compararam os resultados aos recursos do novo telescópio, e descobriram que se o Webb conseguir vê-las sem nada obstruindo o alcance de seus instrumentos, elas ainda assim seriam escuras demais para serem observadas. Isso muda no caso de alguma galáxia primordial massiva: se ela estiver atrás de outra galáxia de grande porte mais próxima, a massa desta pode distorcer o espaço-tempo, criando uma lente gravitacional.

Neste caso, a lente iria "obrigar" a luz a percorrer a distorção, ampliando-a e aí sim permitindo que o Webb a identificasse. Na prática, isso significa que, para detectar as estrelas de primeira geração, seria necessário um alinhamento bastante específico para, depois, os astrônomos separarem o espectro das galáxias e talvez conseguirem estudar estas estrelas.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado no repositório online arXiv, sem revisão de pares.

Fonte: Canaltech

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