Ralf Crawford (STScI)
As estrelas da População III, as primeiras estrelas que se formaram, são estrelas compostas principalmente por hidrogénio e hélio.
Um recente estudo realizado na Universidade de Hong Kong descobriu um novo método para detetar estrelas de primeira geração, conhecidas como estrelas da População III, que nunca foram detetadas diretamente.
Estas potenciais descobertas acerca das estrelas da População III prometem desvendar os segredos da origem do Universo e proporcionar uma compreensão mais profunda da notável viagem desde o cosmos primordial até ao mundo que habitamos atualmente.
Os resultados do estudo foram apresentados num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Pouco depois de o Big Bang ter dado início ao Universo, começaram a formar-se as primeiras estrelas, compostas principalmente por hidrogénio e hélio.
As propriedades destas estrelas de primeira geração, População III, são muito diferentes das estrelas como o nosso Sol ou mesmo das que se estão a formar atualmente. Eram tremendamente quentes, gigantescas em tamanho e massa, mas de vida muito curta.
As estrelas da População III são as primeiras “fábricas” a sintetizar a maior parte dos elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio que nos rodeiam atualmente. São também muito importantes para a formação das gerações posteriores de estrelas e galáxias.
No entanto, até agora não houve deteções diretas e convincentes de estrelas da População III, uma vez que estas estrelas formadas no início do Universo estão muito longe e são demasiado ténues para qualquer um dos nossos telescópios no solo ou no espaço.
Pela primeira vez, os cientistas da Universidade de Hong Kong descobriram um novo método para detetar estas primeiras estrelas no Universo primitivo.
Um estudo recente, liderado pela astrónoma Jane Lixin Dai, propôs que uma estrela da População III pode ser desfeita em pedaços pelas forças de maré caso entre na vizinhança de um buraco negro massivo.
Num tal evento de perturbação de marés (com a sigla inglesa “TDE”, “tidal disruption event”), o buraco negro banqueteia-se com os detritos estelares e produz clarões muito luminosos.
Os investigadores estudaram o complexo processo físico envolvido e demonstraram que estes surtos podem brilhar através de milhares de milhões de anos-luz para chegar até nós hoje.
Mais importante, descobriram que as assinaturas únicas destas erupções de TDEs podem ser usadas para identificar a existência de estrelas da População III e obter informações sobre as suas propriedades.
“Como os fotões energéticos viajam uma distância muito grande, a escala de tempo da erupção será esticada devido à expansão do Universo. Estes surtos de TDEs aumentam e decaem durante um período de tempo muito longo, o que os distingue dos TDEs de estrelas do tipo solar no Universo próximo”, explica Jane Dai, investigadora principal e autora correspondente do projeto.
“Curiosamente, não só as escalas de tempo das explosões são alongadas, como também o seu comprimento de onda. A luz ótica e ultravioleta emitida pelo TDE será transferida para emissões infravermelhas quando atingir a Terra”, acrescentaainda Rudrani Kar Chowdhury, bolseira de pós-doutoramento do Departamento de Física da Universidade de Hong Kong e primeira autora do artigo científico.
O que torna a descoberta mais excitante é o facto de duas missões emblemáticas da NASA, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, terem a capacidade de observar essas emissões infravermelhas a grandes distâncias.
“As capacidades únicas do Roman de poder observar simultaneamente uma grande área do céu e espreitar as profundezas do Universo primitivo fazem dele uma sonda promissora para detetar estas explosões de TDEs, o que, por sua vez, serviria como uma descoberta indireta das estrelas da População III, diz Priya Natarajan, professora de Física da Universidade de Yale e coautora do artigo.
“Esperamos que algumas dúzias destes eventos sejam detetados pelo Roman todos os anos, caso seja seguida a estratégia de observação correta”, diz por seu turno Janet Chang, estudante de doutoramento no Departamento de Física da Universidade de Hong Kong e coautora do artigo.
Com estas descobertas em mente, a próxima década apresenta um potencial significativo para a identificação destas fontes distintas, levando a revelações emocionantes sobre as estrelas da População III e desvendando os mistérios do início do Universo.
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