Estrela estranha pode resolver mistério sobre início do universo

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A composição química de uma estrela estranha encontrada na nossa galáxia – a Via Láctea – representa a primeira evidência das mortes violentas dos primeiros astros do universo, relata um novo estudo, publicado nesta quarta-feira (07) na revista científica Nature.

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Para quem tem pressa:

• A composição química de uma estrela estranha traz evidência das mortes violentas das primeiras estrelas do universo;
• Descoberta da evidência levanta pistas sobre “impressões digitais cósmicas” de estrelas massivas da aurora do universo;
• Antes deste estudo, nenhuma evidência de supernovas das massivas tinha sido encontrada nas estrelas pobres em metal, segundo um dos autores;
• A pesquisa também sugere outra composição para a segunda geração de astros do universo.

As primeiras estrelas do universo nasceram cerca de 100 milhões a 250 milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu há cerca de 13,8 bilhões de anos. Mas os cientistas ainda não sabem como a massa dessa primeira geração foi distribuída.

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A modelagem de estrelas no início do universo indica que alguns desses corpos estelares podem ter massas equivalentes a centenas de sóis.

Estrelas massivas terminam suas vidas com gigantescas explosões cósmicas chamadas supernovas. Mas corpos estelares com massas entre 140 e 260 vezes a do Sol naquela época teriam terminado suas vidas em explosões de supernova diferentes daquelas tipicamente vistas no universo posterior (conhecido como Tipo II e supernovas do tipo Ia), disseram os membros da equipe de estudo.

Essas explosões únicas são chamadas de supernovas de instabilidade de pares (PISNe).

Explosões de estrelas

Todas as supernovas espalham elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio, que os astrônomos chamam de metais, por todo o universo. Os metais são sintetizados nos núcleos de estrelas gigantes e são incorporados na próxima geração de corpos estelares.

Como são bastante diferentes dos espasmos da morte estelar explosiva comuns, essas PISNe devem deixar para trás uma impressão digital química única na próxima geração de estrelas. No entanto, até agora, os astrônomos não conseguiram descobrir essas impressões digitais cósmicas.

Na nova pesquisa, uma equipe de cientistas descobriu que a estrela quimicamente peculiar LAMOST J1010+2358 poderia representar a primeira evidência de PISNe de estrelas massivas iniciais.

Como o estudo foi feito

Os pesquisadores usaram dados coletados pelo levantamento do Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) e observações de acompanhamento do Subaru Telescope no Havaí para determinar que LAMOST J1010+2358 se formou numa nuvem de gás dominada pelos restos de uma estrela de massa solar 260 que morreu em uma explosão PISNe.

A evidência química mais significativa reunida pela equipe foi uma abundância extremamente baixa de sódio e cobalto e uma grande variação entre elementos que possuem números ímpares e pares de elétrons.

Isso é significativo, porque as PISNe ocorrem devido a uma instabilidade causada pela produção de pares de elétron e anti-elétron  – também conhecida como  pósitron . Essa instabilidade reduz a pressão térmica dentro do núcleo de uma estrela muito massiva e leva a um colapso parcial.

Ele [o estudo] fornece uma pista essencial para restringir a função de massa inicial no início do universo. Antes desta pesquisa, nenhuma evidência de supernovas de estrelas massivas tinha sido encontrada nas estrelas pobres em metal.

Zhao Gang, autor correspondente do estudo e professor dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC), em comunicado

Outras descobertas na estrela

A equipe também descobriu que LAMOST J1010+2358 é muito mais rica em ferro do que outras estrelas pobres em metais de idade semelhante no halo galáctico. Isso sugere que as estrelas de segunda geração forjadas em nuvens contendo os restos gasosos da PISNe podem ser mais abundantes em elementos pesados ​​do que se pensa atualmente.

Um dos ‘santos graais’ da busca por estrelas pobres em metais é encontrar evidências para essas supernovas de instabilidade de pares iniciais.

Avi Loeb, astrofísico, ex-presidente do Departamento de Astronomia da Universidade de Harvard, em comunicado

Com informações da Nature

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