Será que foi encontrada uma descendente direta das primeiras estrelas?

Uma estrela pode descender de apenas uma das primeiras estrelas, o que a tornaria uma poderosa sonda da elusiva primeira geração de estrelas.

© NASA (NGC 6357)

No entanto, uma nova pesquisa descobriu que as suas propriedades são consistentes com uma série de ancestrais estelares. As primeiras estrelas do Universo surgiram em nuvens de gás puro contendo apenas hidrogênio, hélio e uma pequena quantidade de lítio. Este conjunto simples de ingredientes químicos provavelmente permitiu com que a primeira geração de estrelas atingisse massas enormes, embora a distribuição exata das suas massas seja desconhecida. 

Estas estrelas primitivas criaram novos elementos nos seus núcleos e espalharam-nos pelo Universo em grandes nuvens de gás enriquecido com metais. Embora as estrelas massivas desta primeira geração tenham desaparecido há muito da Via Láctea, as suas descendentes podem ainda vaguear pela Galáxia. Encontrar estas descendentes, especialmente aquelas em que podemos rastrear o seu material até um único membro da primeira geração, seria uma forma poderosa de estudar as primeiras estrelas do Universo.

Recentemente, pesquisadores afirmaram ter encontrado uma destas estrelas, de nome J1010+2358. A ausência geral de metais (elementos mais pesados que o hélio) e o curioso padrão de abundância química da estrela sugerem que esta foi criada a partir do gás deixado por uma estrela com 260 massas estelares. A estrela J1010+2358 é especialmente pobre em elementos com números atômicos ímpares, como o sódio, em comparação com os elementos com números atômicos pares. 

Agora, uma equipe liderada por Ioanna Koutsouridou (Universidade de Florença) investigou se J1010+2358 é realmente a descendente de um único e massivo membro da primeira geração de estrelas. A equipe examinou se J1010+2358 contém material herdado de uma única estrela com 260 vezes a massa do Sol, ou se contém material de várias estrelas.

Usando modelos de abundância química, foi descoberto que J1010+2358 pode descender de uma estrela com 260 massas solares, mas também pode ter tido outras progenitoras estelares. Na verdade, sem ser possível medir vários elementos químicos críticos no espectro de J1010+2358, só é possível dizer que o antepassado estelar teorizado contribuiu com pelo menos 10% dos metais de J1010+2358. 

Embora J1010+2358 possa ter mais do que uma progenitora estelar, as suas propriedades podem ainda assim ajudar os pesquisadores a sondar a geração de estrelas que a precedeu. Usando modelos de como o enriquecimento químico da Via Láctea evoluiu ao longo do tempo, os cientistas usaram a não detecção de estrelas enriquecidas por apenas um antepassado estelar para determinar as massas das primeiras estrelas. 

A força da restrição depende da quantidade de material de J1010+2358 que veio do seu antepassado com 260 massas solares; só se mais de 70% dos metais da estrela vierem de um único antepassado é que o seu padrão de abundância química pode restringir a possível distribuição de massa das primeiras estrelas. 

A caça às descendentes das primeiras estrelas prossegue: os levantamentos de alta resolução continuam a descobrir estrelas com apenas um antepassado estelar de primeira geração, e observações futuras poderão preencher as medições de abundância elementar em falta no espectro de J1010+2358 e assim clarificar a sua árvore genealógica.

Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: American Astronomical Society