Pela primeira vez, cientistas encontraram as primeiras evidências da primeira geração de estrelas no início do universo. Imagens do telescópio James Webb revelaram uma galáxia cuja luz viajou pelo cosmos por mais de 13 bilhões de anos, revelando a ausência de elementos além do hidrogênio e hélio.
A galáxia GN-z11 é uma das mais distantes conhecidas — na verdade, já foi a recordista em distância, sendo superada pouco tempo depois. A distância indica que a imagem capturada pelo James Webb mostra como a galáxia era quando o universo tinha apenas 430 milhões de anos.
Os cientistas conseguem determinar os elementos nas estrelas e nas galáxias analisando a luz coletada pelos instrumentos espectrográficos do telescópio. Essa é uma ferramenta poderosa para descobrir a idade de um objeto cósmico.
Segundo um estudo publicado recentemente pela Nature, as observações da GN-z11 revelaram evidências da existência da primeira geração de estrelas, conhecidas como estrelas de População III. Elas são feitas apenas de hidrogênio e hélio forjados durante o Big Bang.
No modelo padrão da cosmologia, quando a População III surgiu, não havia elementos mais pesados que o hélio no universo. Afinal, todos os demais elementos da tabela periódica são feitos a partir da fusão nuclear das estrelas, e não houve nenhuma anterior a esta população.
Até o momento, a População III é algo apenas hipotético, já que ainda não foram encontradas evidências diretas de sua existência. Isso começa a mudar com o novo estudo, embora suas evidências ainda sejam indiretas.
Os autores estudaram um brilho incomum na galáxia GNz-11, algo que também ocorre com outras galáxias encontradas pelo James Webb nas mesmas distâncias. Eles encontraram um aglomerado de gás hélio sendo ionizado por algo que produz enormes quantidades de luz ultravioleta — e, teoricamente, isso só poderia ser feito pela radiação extrema da População III.
Para ionizar todo esse gás, seria necessário um grupo de estrelas que, no total, tivesse cerca de 600.000 massas solares e luminosidade combinada 20 bilhões de vezes o brilho do Sol. A teoria é que as estrelas da População III teriam sido capazes de atender esses requisitos, e os estudos mostram que galáxias como a GN-z11 seriam capazes de formá-las.
Essa mesma equipe também encontrou evidências de um buraco negro supermassivo, descrito em outro artigo, com dois milhões de massas solares no centro da GN-z11. Eles descobriram que tanto o buraco negro, quanto as estrelas de População III, estão relacionados à "chuva" de radiação e elementos químicos ionizados na galáxia.
O estudo sobre as candidatas às primeiras estrelas do universo foi aceito para publicação na na revista Astronomy & Astrophysics e está disponível para leitura no arXiv.org.
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