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Sempre adorei quando o universo surpreende os cientistas. Quer dizer, essa é, de certa forma, a essência da exploração, não é? Enviamos instrumentos incríveis como o Telescópio Espacial James Webb ao cosmos esperando confirmar aquilo que já achamos que sabemos, e, em vez disso, recebemos um belo emaranhado de mistérios.
Bem, é exatamente isso que está acontecendo agora, e, sinceramente? Acho isso emocionante.
O Webb, lançado em 2021, tem nos mostrado galáxias da infância do universo que parecem... digamos, "maduras" para a sua idade. São maiores, mais complexas e mais desenvolidas do que os modelos existentes previam que deveriam ser. Os cientistas têm coçado a cabeça, perguntando-se o que na Terra (ou melhor, o que no universo primordial) poderia explicar essas anomalias cósmicas.
Agora, um novo estudo fascinante da Universidade de Utah sugere que talvez tenhamos pensado sobre as estrelas massivas de forma completamente equivocada — especificamente, as primeiras gerações delas.
O que há de especial nas estrelas massivas — e quando digo massivas, quero dizer estrelas com mais de 10 vezes a massa do nosso Sol — é que são verdadeiras potências. Queimam a uma temperatura incrivelmente alta, emitem enormes quantidades de radiação e, eventualmente, explodem como supernovas, espalhando matéria e energia por toda a galáxia anfitriã. De muitas formas, essas monstros governam a evolução das galáxias. Aquecem o gás, empurram a matéria ao seu redor e determinam quais ingredientes brutos permanecem disponíveis para gerar a próxima geração de estrelas.
Clientes bastante importantes, em outras palavras.
Mas eis o que eu não havia apreciado plenamente até ler sobre esta pesquisa: as estrelas massivas no universo primordial podem ter se comportado de maneira completamente diferente das estrelas massivas que observamos na nossa Via Láctea hoje. E essa diferença pode explicar por que aquelas galáxias antigas parecem tão estranhas para o Webb.
Por que as estrelas massivas primordiais seriam diferentes? Tudo se resume à química — especificamente, a algo chamado metalicidade. Não, não estamos falando de heavy metal ou da armadura do Homem de Ferro. Em astronomia, "metais" referem-se a qualquer elemento mais pesado que hidrogênio e hélio. O universo primordial era composto basicamente por hidrogênio e hélio — esses elementos mais leves ainda não haviam sido forjados através de gerações de nucleossíntese estelar.
Assim, as galáxias primordiais tinham muito menos "metais" flutuando do que a nossa galáxia possui hoje. E isso aparentemente altera o comportamento das estrelas massivas de formas bastante fundamentais.
A equipe de pesquisa, liderada por Grace Telford da Universidade de Utah, embarcou em um projeto chamado TEMPOS (Tesouro de Estrelas O Extremamente Pobres em Metais — porque os astrônomos adoram acrônimos). Eles estão usando o Telescópio Espacial Hubble para estudar estrelas massivas em galáxias anãs próximas que possuem metalicidades igualmente baixas, usando-as essencialmente como máquinas do tempo para entender como as coisas eram bilhões de anos atrás.
É aqui que a coisa fica genuinamente interessante. Eles examinaram 29 estrelas massivas espalhadas por seis galáxias anãs diferentes, cada uma com menos de um quinto da metalicidade do nosso Sol. É uma amostra pequena, mas, como Telford apontou, "quando cada uma custa até 35 horas de tempo do Hubble para observar, fica realmente caro". Portanto, este é, na verdade, um conjunto de dados bastante significativo.
Um achado-chave? Os ventos estelares — aquelas poderosas correntes de matéria que disparam para fora das estrelas massivas — parecem desacelerar dramaticamente quando a metalicidade cai abaixo de um certo limiar. Em metalicidades muito baixas, as velocidades dos ventos despencam muito mais rápido do que os cientistas esperavam com base nas tendências medidas em metalicidades mais altas.
Isso é importante porque os ventos estelares influenciam como as estrelas massivas evoluem, como interagem com o gás circundante e, em última análise, como contribuem para a evolução galáctica. Se as estrelas massivas primordiais tinham ventos mais fracos, elas podem ter permanecido por mais tempo, comportado-se de maneira diferente e moldado suas galáxias anfitriãs de formas que ainda não contabilizamos plenamente.
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