Descoberta era na infância do universo em que nenhuma estrela nasceu

Entre 500 milhões e 1 bilhão de anos após o Big Bang, aparentemente não houve formação de estrelas

Aglomerado de galáxias MACSJ0416 e seu campo paralelo: sem vestígios de estrelas nascidas entre 500 milhões e 1 bilhão de anos depois do Big Bang. Crédito: Nasa/ESA/ M. Montes (Universidade de Nova Gales do Sul)

Novos resultados do Telescópio Espacial Hubble, da Nasa/ESA, sugerem que a formação das primeiras estrelas e galáxias no início do universo ocorreu mais cedo do que se pensava anteriormente. Uma equipe europeia de astrônomos não encontrou evidências da primeira geração de estrelas, conhecida como estrelas da População III, desde quando o universo tinha apenas 500 milhões de anos.

O estudo, liderado pela pesquisadora bolsista da ESA Rachana Bhatawdekar, sondou o início do universo de cerca de 500 milhões a 1 bilhão de anos após o Big Bang. Para isso, investigou as imagens feitas pelo Hubble do aglomerado de galáxias MACSJ0416, representado na foto acima, e seu campo paralelo – uma região próxima no céu, fotografada com o mesmo tempo de exposição que o próprio aglomerado.

A equipe combinou essas imagens, obtidas como parte do programa Hubble Frontier Fields, para produzir as observações mais aprofundadas já feitas sobre aglomerados de galáxias e galáxias localizadas atrás deles. Essas imagens – ampliadas pelo efeito de lente gravitacional – contam com dados do Telescópio Espacial Spitzer, da Nasa, e do Very Large Telescope terrestre do Observatório Europeu do Sul (ESO).

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A exploração das primeiras galáxias continua sendo um desafio significativo na astronomia moderna. Não se sabe quando ou como as primeiras estrelas e galáxias do universo se formaram. Essas questões podem ser tratadas com o Telescópio Espacial Hubble através de observações aprofundadas de imagens. Elas permitem que os astrônomos vejam o universo de volta a 500 milhões de anos após o Big Bang.

Formação anterior

Bhatawdekar e colaboradores decidiram estudar a primeira geração de estrelas no início do universo, ou estrelas da População III. Forjadas a partir do material primordial que emergiu do Big Bang, elas devem ter sido feitas exclusivamente de hidrogênio, hélio e lítio. Eram os únicos elementos que existiam antes que processos nos núcleos dessas estrelas pudessem criar elementos mais pesados, como oxigênio, nitrogênio, carbono e ferro.

Graças a uma técnica recentemente desenvolvida para remover a luz das galáxias brilhantes em primeiro plano no aglomerado, a equipe descobriu galáxias de fundo com massas mais baixas do que as observadas anteriormente com o Hubble, a uma distância correspondente a quando o universo tinha menos de um bilhão de anos. No intervalo cósmico que investigaram, eles não encontraram evidências das estrelas da População III de primeira geração.

Esses resultados mostram que as galáxias devem ter se formado muito antes do que os astrônomos pensavam. Eles também sugerem que a formação mais precoce de estrelas e galáxias ocorreu muito antes do que pode ser sondado com o Telescópio Espacial Hubble. Isso deixa uma área interessante de pesquisas adicionais para o próximo Telescópio Espacial James Webb (Nasa/ESA/CSA): o estudo das primeiras galáxias do universo.

Aglomerado de galáxias MACSJ0416 e seu campo paralelo: sem vestígios de estrelas nascidas entre 500 milhões e 1 bilhão de anos depois do Big Bang. Crédito: Nasa/ESA/ M. Montes (Universidade de Nova Gales do Sul)

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