James Webb: pontos vermelhos do universo primitivo podem ser estrelas

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Quando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) iniciou suas observações científicas em julho de 2022, ele ofereceu uma nova perspectiva sobre o universo primordial. Uma das descobertas mais intrigantes veio na forma dos chamados Pequenos Pontos Vermelhos (LRDs, na sigla em inglês), objetos tênues e antigos que surgiram nas imagens como estando a apenas 600 milhões de anos após o Big Bang.

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Esses pontos vermelhos se destacaram por sua intensa luminosidade, sugerindo massas estelares extremamente elevadas. Embora inicialmente alguns astrônomos tenham interpretado essas fontes como galáxias, a quantidade e as características físicas dos LRDs desafiaram os modelos atuais da formação do universo, levantando questionamentos sobre sua verdadeira natureza.

Estudo propõe nova origem para os LRDs

• Uma nova pesquisa assinada por Devesh Nandal (Universidade da Virgínia) e Abraham Loeb (Harvard e Smithsonian Center for Astrophysics) sugere uma hipótese alternativa.
• Os LRDs seriam, na verdade, estrelas supermassivas (SMS) (um tipo de estrela teórico que teria existido apenas nos primeiros momentos do cosmos).
• Essas estrelas supermassivas, com cerca de um milhão de massas solares, poderiam representar um estágio intermediário entre as primeiras nuvens de gás e os buracos negros supermassivos (SMBHs) observados no centro de galáxias primitivas.
• Para os pesquisadores, essa transição seria essencial para explicar a existência de quasares tão antigos, fenômeno que ainda intriga a astrofísica moderna.

Diferenças em relação aos núcleos ativos de galáxias

Embora estudos iniciais tenham classificado os LRDs como núcleos galácticos ativos (AGN, na sigla em inglês) com buracos negros em seu centro, várias inconsistências emergiram. Esses objetos não emitem raios-x detectáveis, apresentam espectro infravermelho plano e pouca variabilidade de brilho (características incomuns para AGN).

Os autores do estudo, disponível no repositório arXiv, desenvolveram modelos atmosféricos detalhados para uma estrela supermassiva sem metais, como seria esperado de uma estrela da População III (formadas nos primórdios do universo). Esses modelos conseguiram reproduzir a luminosidade e as assinaturas espectrais observadas nos LRDs, indicando que eles podem ser a própria luz fotosférica de uma estrela supermassiva em colapso.

Assinatura espectral reforça hipótese

O modelo dos cientistas foi aplicado a dois objetos específicos (MoM-BH-1* e The Cliff) que já são alvo de estudo na literatura científica. Um dos pontos-chave da análise foi a presença de uma linha de emissão larga de Hβ, acompanhada de linhas de absorção de Balmer, explicadas pela densa fotosfera expandida dessas estrelas.

Segundo os autores, esse conjunto de dados compõe um cenário simples e coerente, onde uma única estrutura estelar explica simultaneamente emissão, absorção e espectro contínuo, dispensando a necessidade de múltiplos componentes, como nos modelos que assumem AGNs. Esse raciocínio segue o princípio da Navalha de Occam, que favorece explicações com menos elementos.

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Implicações para a astrofísica e os próximos passos

Embora os resultados ainda não ofereçam uma confirmação definitiva, o estudo abre caminho para novas investigações sobre a origem das primeiras estruturas cósmicas. A expectativa é que futuros modelos explorem outras configurações de estrelas supermassivas e avaliem sua viabilidade como sementes dos buracos negros supermassivos.

Os LRDs estão no limite das capacidades observacionais do James Webb, o que dificulta sua análise direta. No entanto, se a hipótese das estrelas supermassivas for validada, essa descoberta poderá fornecer respostas importantes sobre a formação do universo primitivo e a rápida aparição de buracos negros gigantescos.