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Cientistas encontram uma das estrelas mais antigas que se formou noutra galáxia
22 de março de 2024
 

Os Telescópios Magellan, do Observatório Las Campanas, que os cientistas utilizaram para mapear o perfil elementar das estrelas antigas da Grande Nuvem de Magalhães - a mancha brilhante perto do canto superior esquerdo.
Crédito: Instituto Carnegie
 
     
 
 
 

A primeira geração de estrelas transformou o Universo. Nos seus núcleos, o hidrogénio e o hélio fundiram-se num arco-íris de elementos. Quando estas estrelas morreram, explodiram e espalharam estes novos elementos por todo o Universo. O ferro que corre nas nossas veias, o cálcio nos nossos dentes, o sódio que nos ajuda a pensar - nasceram todos no coração de estrelas há muito mortas.

Ninguém conseguiu ainda encontrar uma dessas estrelas de primeira geração, mas os cientistas anunciaram uma descoberta única: uma estrela de segunda geração formada originalmente numa galáxia diferente da nossa.

"Esta estrela fornece uma janela única para o processo inicial da formação de elementos noutras galáxias que não a nossa", disse Anirudh Chiti, pós-doutorado da Universidade de Chicago e primeiro autor do artigo científico que divulga estes achados. "Construímos uma ideia do aspeto destas estrelas que foram quimicamente enriquecidas pelas primeiras estrelas na Via Láctea, mas ainda não sabemos se algumas destas assinaturas são únicas, ou se as coisas aconteceram de forma semelhante noutras galáxias."

O artigo científico foi publicado no passado dia 20 de março na revista Nature Astronomy.

"Pescando agulhas em palheiros"

Chiti especializou-se no que se chama arqueologia estelar: a reconstrução da forma como as primeiras gerações de estrelas mudaram o Universo. "Queremos compreender quais eram as propriedades dessas primeiras estrelas e quais os elementos que produziam", disse Chiti.

Mas ainda ninguém conseguiu observar diretamente essas estrelas de primeira geração, se é que ainda existem no Universo. Em vez disso, Chiti e os seus colegas procuram estrelas que se formaram a partir das cinzas dessa primeira geração.

É um trabalho difícil, porque até a segunda geração de estrelas é agora incrivelmente antiga e rara. A maior parte das estrelas do Universo, incluindo o nosso próprio Sol, são o resultado de dezenas a milhares de nascimentos e mortes estelares, acumulando cada vez mais elementos pesados. "Talvez menos de uma em cada 100.000 estrelas da Via Láctea seja uma destas estrelas de segunda geração", disse. "Estamos realmente a pescar agulhas em palheiros".

Mas o trabalho vale a pena, no sentido de obter instantâneos de como o Universo era no passado. "Estas estrelas preservam, nas suas camadas exteriores, os elementos do local onde se formaram", explicou. "Se conseguirmos encontrar uma estrela muito antiga e obter a sua composição química, podemos compreender como era a composição química do Universo no local onde essa estrela se formou, há milhares de milhões de anos."

Uma estrela estranha e intrigante

Para este estudo, Chiti e os seus colegas apontaram os seus telescópios para um alvo invulgar: as estrelas que constituem a Grande Nuvem de Magalhães.

A Grande Nuvem de Magalhães é uma mancha brilhante de estrelas visível a olho nu no hemisfério sul. Atualmente, pensamos que é uma galáxia satélite que foi capturada pela gravidade da Via Láctea há apenas alguns milhares de milhões de anos. Isto torna-a particularmente interessante porque as suas estrelas mais antigas se formaram fora da Via Láctea - dando aos astrónomos a oportunidade de saber se as condições no início do Universo eram todas iguais ou se eram diferentes noutros locais.

 
A Grande Nuvem de Magalhães.
Crédito: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/SMASH/D. Nidever (Universfidade do Estado de Montana); processamento de iamgem - Travis Rector (Universidade do Alaska em Anchorage), Mahdi Zamani e Davide de Martin
 

Os cientistas procuraram evidências destas estrelas particularmente antigas na Grande Nuvem de Magalhães e catalogaram dez delas, primeiro com o satélite Gaia da ESA e depois com o Telescópio Magellan no Chile.

Uma destas estrelas saltou imediatamente à vista. Continha muito, muito menos elementos pesados do que qualquer outra estrela já observada na Grande Nuvem de Magalhães. Isto significa que provavelmente se formou no rescaldo da primeira geração de estrelas - ainda não tinha, assim sendo, acumulado elementos mais pesados ao longo de repetidos nascimentos e mortes estelares.

Mapeando os seus elementos, os cientistas ficaram surpreendidos ao ver que tinha muito menos carbono do que ferro, em comparação com o que vemos nas estrelas da Via Láctea.

"Isso foi muito intrigante e sugere que talvez o aumento do carbono na geração mais antiga, como vemos na Via Láctea, não fosse universal", disse Chiti. "Teremos de fazer mais estudos, mas isto sugere que há diferenças de lugar para lugar.

"Penso que estamos a completar uma imagem do processo de enriquecimento dos primeiros elementos em diferentes ambientes", disse.

As suas descobertas também corroboram outros estudos que sugerem que a Grande Nuvem de Magalhães produziu muito menos estrelas ao início, em comparação com a Via Láctea.

Chiti está atualmente a liderar um programa com o objetivo de mapear uma grande parte do céu meridional e de encontrar as estrelas mais antigas possíveis. "Esta descoberta sugere que devem existir muitas destas estrelas na Grande Nuvem de Magalhães, se observarmos com atenção", disse. "É realmente excitante abrir a arqueologia estelar da Grande Nuvem de Magalhães e poder mapear com tanto pormenor como as primeiras estrelas enriqueceram quimicamente o Universo em diferentes regiões".

// Universidade de Chicago (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)
// Artigo científico (arXiv.org)


Arqueologia estelar:
Wikipedia

População estelar:
Wikipedia

Metalicidade:
Wikipedia

Grande Nuvem de Magalhães:
Wikipedia
SEDS.org

Gaia:
ESA
ESA - 2
Gaia/ESA
Programa Alertas de Ciência Fotométrica do Gaia
Catálogo DR3 do Gaia
Wikipedia

Telescópio Magellan:
Observatório Las Campanas
Wikipedia

 
   
 
 
 
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