Telescópio James Webb pode ter encontrado as primeiras estrelas do universo

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Astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb para descobrir o que podem ser algumas das primeiras estrelas do universo. Eles acreditam que os astros fazem partes da População III, um aglomerado de estrelas teorizado por Einstein e que teriam surgido logo após o Big Bang.

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A descoberta foi publicada recentemente no periódico The Astrophysical Journal Letters.

James Webb pode ter descoberto as primeiras estrelas do universo

As estrelas da População III também são chamadas de estrelas escuras. Elas foram teorizadas por Albert Einstein, como astros que se formaram logo após o Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos, a partir da combinação de hidrogênio, hélio e matéria escura. O resultado foram estrelas gigantes, com um milhão de vezes a massa e um bilhão de vezes o brilho do nosso Sol.

Mas essas estrelas nunca foram detectadas na prática – pelo menos, não com certeza. Estudos anteriores já chegaram perto, mas sem confirmação (mais detalhes abaixo).

Agora, a equipe encontrou um aglomerado de estrelas chamado LAP1-B, que fica a 13 bilhões de anos-luz da Terra. Eles acreditam que elas podem fazer parte da População III.

Estrelas podem fazer parte da População III

Segundo Eli Visbal, astrofísico da Universidade de Toledo (Ohio) e autor principal do estudo, existem vários motivos pelos quais a equipe acredita que o aglomerado LAP1-B seja da População III. Ele se pronunciou em e-mail para o site Live Science.

Um desses motivos é que os espectros das estrelas apresentaram linhas de emissão que sugerem uma grande quantidade de fótons de alta energia, algo que é consistente com a previsão da População III. Os mesmos espectros indicaram que as estrelas são gigantes, com cerca de 100 massas solares – o que também corresponde com as previsões.

Estudos anteriores já haviam usado o Telescópio Espacial James Webb para observar estrelas escuras. Por exemplo, um trabalho publicado em março de 2024 sugeriu que o Webb havia detectado algumas das primeiras estrelas na galáxia GN-z11, que se formou apenas 430 milhões de anos após o universo.

No entanto, Visbal defende que o estudo atual é o primeiro a detectar as estrelas primordiais – isto é, se elas de fato forem parte da População III. Ele argumenta que a LAP1-B se encaixa em três fatores que comprovam isso:

• Ela se formou em um ambiente baixa metalicidade (hidrogênio e hélio) com uma temperatura adequada para a formação de estrelas;
• As estrelas se formaram em aglomerados de baixa massa com apenas algumas estrelas muito grandes presentes;
• O aglomerado faz sentido dentro das previsões de como as massas das estrelas estavam distribuídas entre uma população quando elas se formaram.

Como o James Webb fez a descoberta

A descoberta do aglomerado foi possível graças a um fenômeno chamado lente gravitacional, quando um objetivo massivo (como uma galáxia) curva o espaço-tempo ao seu redor enquanto um objeto de fundo está no ponto exato. Conforme esse objeto de fundo passa pela “curva”, a luz é distorcida em anéis ou arcos, o que facilita a observação.

O equipamento responsável por isso foi o espelho de 6,5 metros do Webb.

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No caso do estudo atual, a observação da LAP1-B foi possível quando um outro aglomerado de galáxias, chamado MACS J0416, passou em frente dela e apresentou a distorção.

O James Webb também permitiu observar os espectros de emissão das estrelas através de seus equipamentos em infravermelho. Mesmo que o aglomerado não seja da População III, o estudo ajuda a entender mais sobre a formação de estrelas antigas.