Uma estrela veloz

Imagem obtida no observatório americano de Cerro Tololo, no Chile, e onde se pode ver a faixa da nossa galáxia, a Via Láctea (à direita), bem como as duas Nuvens de Magalhães, duas pequenas galáxias anãs, satélites da nossa própria galáxia. A cúpula no centro da imagem alberga o telescópio Blanco, com um espelho de 4 metros de diâmetro. Cortesia de Roger Smith, AURA, NOAO e NSF.

Uma equipa internacional de astrofísicos utilizou o telescópio Kueyen de 8,2 metros (VLT, ESO) para descobrir uma estrela que viaja a grande velocidade. Os dados obtidos parecem indicar que esta terá sido ejectada da Grande Nuvem de Magalhães (GNM), uma pequena galáxia satélite da Via Láctea. A estrela em causa, com o nome de HE 0437-5439, foi acidentalmente descoberta no contexto de um projecto que usa antigas placas fotográficas para procurar quasares distantes. Observações agora obtidas com o espectrógrafo UVES, acoplado ao telescópio Kueyen, permitiram verificar que se trata de uma estrela de grande massa, azul e muito quente, com uma composição química semelhante à do Sol, e que se encontra a cerca de 200.000 anos-luz de nós. Dado que este tipo de estrelas têm uma duração de vida de apenas alguns milhões de anos, a HE 0437-5439 é necessariamente muito jovem (numa escala astronómica). Neste caso, os dados do UVES parecem mostrar que tem uns meros 30 milhões de anos. Mas o dado mais curioso é que a HE 0437-5439 se encontra no velho halo da nossa galáxia, e não no disco, onde se encontram tipicamente as grandes nuvens de gás e poeira onde as estrelas se formam. Mais ainda, os espectros obtidos com o UVES permitiram determinar a velocidade da estrela na direcção da linha de visão: esta está a afastar-se de nós a cerca de 723 km/s, ou seja, uns estonteantes 2,6 milhões de km/h! A HE 0437-5439 terá assim sido formada bem longe da sua posição actual. A esta velocidade está mesmo a conseguir escapar à acção gravitacional da nossa galáxia, fugindo para o espaço inter-galáctico. Mas o que terá acelerado esta estrela? Segundo os astrofísicos, uma possibilidade é que a HE 0437-5439 tenha sido acelerada quando passou perto de um buraco negro de grande massa (com o equivalente a um milhão de vezes a massa do Sol). O buraco negro existente no centro da nossa galáxia é portanto um excelente candidato. No entanto, um cálculo do tempo necessário para que a estrela possa ter viajado do centro da Via Láctea até à sua posição actual, mostra que este processo parece não ser viável. A estrela precisaria de três vezes mais tempo para ter conseguido chegar onde chegou. Ou seja, ou a estrela é mais velha do que parece, ou foi formada e ejectada numa outra região. A solução para este problema parece estar no facto de a HE 0437-5439 se encontrar mais próxima da GNM do que do centro da nossa galáxia. Os astrofísicos inclinam-se assim para a ideia de que tenha sido ejectada das regiões centrais da GNM, o que implica que esta galáxia satélite tem um buraco negro no seu centro. Alternativamente, a estrela pode ter sido formada na nossa galáxia, mas ser mais velha do que se pensa. Para tal, é necessário que a HE 0437-5439 seja o produto da colisão de duas estrelas de massa mais pequena, e portanto com um tempo de vida mais longo. Para tentar distinguir entre os dois cenários, os astrofísicos vão agora medir as abundâncias químicas de alguns elementos específicos. Como estes existem em diferentes quantidades na nossa galáxia e na GNM, a sua análise vai permitir verificar a origem da HE 0437-5439.

A Luz dos primeiros objectos do Universo

Observações recentes com o Telescópio Espacial Spitzer detectaram uma luz muito ténue que pode ter origem no passado, nos primeiros objectos que emitiram luz no Universo. A ser confirmada, a descoberta oferece um primeiro vislumbre de como o Universo era há mais de 13 mil milhões de anos, quando as primeiras fontes de luz se formaram.

Neste painel é possível ver a imagem original obtida com o Telescópio Espacial Spitzer, no infravermelho (3.6 microns), revelando estrelas e galáxias a distâncias variadas (topo). A imagem inferior mostra o resultado de retirar, na imagem de cima, todas as estrelas, galáxias e efeitos instrumentais. Pensa-se que o brilho ténue remanescente, fortemente amplificado nesta imagem, será devido ao brilho das primeiras estrelas no Universo. Cortesia: NASA, JPL-Caltech e A. Kashlinsky (Goddard Space Flight Center).

Utilizando a câmara de infravermelhos IRAC a bordo do Spitzer, uma equipa de astrónomos realizou uma observação muito sensível de uma área no céu na constelação do Dragão. As imagens resultantes, no infravermelho próximo, revelaram uma imensidão de estrelas e galáxias, a distâncias variáveis. Após retirar a contribuição destes objectos familiares das imagens, restou ainda uma emissão muito ténue que se pensa poder ter origem nas primeiras estrelas no Universo, há muito desaparecidas mas cuja luz se continuou a propagar.

Segundo modelos teóricos, as primeiras estrelas a formarem-se no Universo teriam uma massa extremamente alta (mais de cem vezes a massa do Sol), sendo muito brilhantes, quentes e com um tempo de vida de apenas alguns milhões de anos. Estas características estão relacionadas com a sua composição, já que no Universo primitivo não existiam elementos mais complexos que o hidrogénio, o hélio e um pouco de lítio. Apenas com o aparecimento das estrelas, estes elementos começaram a ser transformados em elementos mais pesados, que viriam depois a entrar na composição de gerações de estrelas posteriores, alterando significativamente os mecanismos de fusão nuclear que aí acontecem.

Estas primeiras estrelas emitiram quantidades enormes de radiação no ultravioleta. Devido à expansão do Universo, esta radiação teria sido desviada para comprimentos de onda maiores, devendo agora ser observada no infravermelho. Será este o brilho agora detectado pelas observações do Spitzer. Esta descoberta está em concordância com as observações do WMAP da radiação cósmica de fundo em microondas (ver O Observatório, vol. 9, n.º 2), que sugerem que as primeiras estrelas terão surgido 200 a 400 milhões de anos após o Big Bang.

Resta agora esperar por missões futuras, como o Telescópio Espacial James Webb, para detectar directamente quaisquer aglomerados destas primeiras estrelas que se tenham formado, ou mesmo as explosões destas estrelas primitivas.