De acordo com os modelos cosmológicos modernos, o Universo começou em um evento de cataclismo conhecido como Big Bang. Isso ocorreu cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, e foi seguido por um período de expansão e resfriamento. Durante esse tempo, os primeiros átomos de hidrogênio se formaram quando prótons e elétrons se combinaram e nasceram as forças fundamentais da física. Então, cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang, que as primeiras estrelas e galáxias começaram a se formar.
A formação das primeiras estrelas também foi o que permitiu a criação de elementos mais pesados e, portanto, a formação de planetas e toda a vida como a conhecemos. No entanto, até agora, como e quando esse processo ocorreu tem sido amplamente teórico, uma vez que os astrônomos não sabiam onde as estrelas mais antigas da nossa galáxia seriam encontradas. Mas, graças a um novo estudo de uma equipe de astrônomos espanhóis, podemos ter encontrado a estrela mais antiga da Via Láctea!
O estudo, intitulado “J0815 + 4729: Uma estrela anã quimicamente primitiva no Halo Galáctico observada no Gran Telescopio Canarias”, apareceu recentemente em As Cartas do Jornal Astrofísico. Liderada por David S. Aguado, do Instituto de Astrofísica de Canárias (IAC), a equipe incluiu membros da Universidade de La Laguna e do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha (CSIC).
Esta estrela está localizada a aproximadamente 7.500 anos-luz do Sol e foi encontrada no halo da Via Láctea ao longo da linha de visão da constelação de Lynx. Conhecida como J0815 + 4729, essa estrela ainda está em sua sequência principal e possui uma massa baixa (cerca de 0,7 Massas Solares), embora a equipe de pesquisa calcule que ela tenha uma temperatura de superfície cerca de 400 graus mais quente - 6.215 K (5942 ° C; 10.727 ° F) em comparação com 5778 K (5505 ° C; 9940 ° F).
Para o estudo deles, a equipe procurava uma estrela que mostrasse sinais de ser pobre em metais, o que indicaria que ela está em sua sequência principal há muito tempo. A equipe selecionou o J0815 + 4729 pela primeira vez no Levantamento espectroscópico do Sloan Digital Sky Survey-III por oscilação bariátrica (SDSS-III / BOSS) e depois conduziu investigações espectroscópicas de acompanhamento para determinar sua composição (e, portanto, sua idade).
Isso foi feito usando o Espectrógrafo e Sistema de Imagem de Dispersão Intermediária (ISIS) no Telescópio William Herschel (WHT) e o Sistema Óptico para Imagem e Espectroscopia Integrada de Baixa Resolução Intermediária (OSIRIS) no Gran Telescopio de Canarias (GTC), ambos que estão localizados no Observatório del Roque de los Muchachos, na ilha de La Palma.
Consistente com o que a teoria moderna prevê, a estrela foi encontrada no halo galáctico - o componente estendido de nossa galáxia que ultrapassa o disco galáctico (a parte visível). É nessa região que se acredita que as estrelas mais antigas e pobres em metais sejam encontradas nas galáxias, por isso a equipe estava confiante de que uma estrela que remonta ao início do Universo seria encontrada aqui.
Como Jonay González Hernández - professor da Universidade de La Laguna, membro do IAC e co-autor do artigo - explicou em um comunicado de imprensa do IAC:
“A teoria prevê que essas estrelas poderiam usar material das primeiras supernovas, cujos progenitores foram as primeiras estrelas massivas da galáxia, cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang. Apesar de sua idade e sua distância de nós, ainda podemos observá-lo. ”
Os espectros obtidos pelos instrumentos ISIS e OSIRIS confirmaram que a estrela era pobre em metais, indicando que J0815 + 4729 possui apenas um milionésimo do cálcio e ferro que o Sol contém. Além disso, a equipe também notou que a estrela tem um teor de carbono maior que o nosso Sol, representando quase 15% por cento de sua abundância solar (ou seja, a abundância relativa de seus elementos).
Em resumo, J0815 + 4729 pode ser a estrela mais pobre em ferro e rica em carbono atualmente conhecida pelos astrônomos. Além disso, a descoberta foi bastante difícil, pois a estrela é fraca em luminosidade e foi enterrada em uma quantidade enorme de dados de arquivamento do SDSS / BOSS. Como Carlos Allende Prieto, outro pesquisador do IAC e coautor do artigo, indicou:
“Essa estrela foi escondida no banco de dados do projeto BOSS, entre um milhão de espectros estelares que analisamos, exigindo um esforço observacional e computacional considerável. Requer espectroscopia de alta resolução em grandes telescópios para detectar os elementos químicos na estrela, o que pode nos ajudar a entender as primeiras supernovas e seus progenitores. ”
Em um futuro próximo, a equipe prevê que os espectrógrafos da próxima geração possam permitir pesquisas adicionais que revelem mais sobre as abundâncias químicas da estrela. Tais instrumentos incluem o espectrógrafo de alta resolução HORS, que está atualmente em fase de teste no Gran Telescopio Canarias (GTC).
"A detecção de lítio nos fornece informações cruciais relacionadas à nucleossíntese do Big Bang", disse Rafael Rebolo, diretor do IAC e co-autor do artigo. "Estamos trabalhando em um espectrógrafo de alta resolução e ampla faixa espectral para medir a composição química detalhada de estrelas com propriedades únicas, como J0815 + 4719".
Esses estudos futuros certamente serão um benefício para astrônomos e cosmólogos. Além de serem uma chance de estudar estrelas que se formaram quando o Universo ainda estava em sua infância, elas poderiam fornecer uma nova visão sobre os estágios iniciais do universo, a formação das primeiras estrelas e as propriedades das primeiras supernovas. Em outras palavras, eles nos colocariam um passo mais perto para saber como o Universo como o conhecemos se formou e evoluiu.
