O James Webb Space Telescope é capaz de ter detectado, pela primeira vez na história da astronomia, as esquivas estrelas da “População III”, criadas nas primeiras centenas de milhões de anos de idade do universo, a partir dos gases primordiais libertados pelo Big Bang.

Mas o que são exactamente as estrelas da “População III”? Para uma definição consistente, é melhor fazer um bocadinho de história.

Em 1944, um astrónomo alemão sediado nos Estados Unidos, Walter Baade, propôs que as estrelas se podiam classificar em dois grandes grupos, independentemente da sua composição material: estrelas da “População I” e estrelas da “População II”. As estrelas da população I são astros relativamente recentes como o nosso sol, que constituem a maior parte das estrelas observáveis na galáxia. São corpos densos em metais, que foram formados pela matéria libertada por supernovas. Cada uma destas estrelas integra componentes originários de dezenas de supernovas. Estas supernovas, por seu lado, já teriam sido estrelas da “População II”, objectos mais pobres em metais, contendo essencialmente hidrogénio e hélio. Estas estrelas são muito antigas, com biliões de anos de idade. Em certo sentido são os pais e os avós de astros como o Sol.

Porém, em 1982, um astrónomo e matemático britânico, Bernard Carr, sugeriu que o cosmos integraria um outro grupo de estrelas ainda mais antigas: a “População III”, os primeiros objectos no universo capazes de produzir fusão nuclear e que deram origem às estrelas da “População II”. Estas estrelas, geradas logo depois do big bang, seriam compostas apenas por hélio e hidrogénio, e sabemos muito pouco sobre elas e que efeitos teriam no universo da altura. Podemos especular porém que seriam extremamente quentes e brilhantes e que libertariam quantidades astronómicas de hélio. Algumas delas, as de mais baixa densidade, poderiam atingir dimensões inimagináveis, sendo maiores, por exemplo, que o nosso sistema solar.

A hipótese de Bernard Carr foi aceite como plausível porque alguma espécie de objectos estelares tiveram que ser responsáveis pela agregação dos gases primordiais que constituíam o universo no seu estágio inicial, embora este processo se tenha desenrolado, comparativamente com a generalidade das dinâmicas cósmicas, de forma muito rápida: como estas estrelas tinham muito pouca densidade, acabaram por colapsar num espaço de não mais que 3 milhões de anos, implodindo em supernovas que foram depois gerar as estrelas da “população II”. É precisamente por terem durado tão pouco tempo, na escala imensa do calendário universal, que sempre se mostraram muito difíceis de detectar. Tudo o que a astronomia podia fazer era concentrar a sua atenção para um específico espectro de frequências de emissão de hélio ionizado, que só se encontra em regiões exóticas do cosmos, como as proximidades de grandes buracos negros ou na vizinhança de estrelas Wolf-Ryet, um tipo heterogéneo e raro de astros com espectros anormais, que apresentam linhas de emissão intensas e largas de hélio e nitrogénio ou hélio, carbono e oxigénio.

Ainda assim e até aqui, todas as observações que numa primeira instância tinham o potencial de revelar estrelas da “População III” revelaram-se inválidas. Mas, dadas as capacidades tecnológicas do James Webb, as expectativas sobre a possibilidade do telescópio orbital poder detectar estas astros anciãos eram elevadas.

Ora, um paper publicado a 8 de Dezembro, mas ainda não sujeito a peer review, sugere que o James Webb conseguiu detectar de facto a presença deste tipo antiquíssimo de estrelas, dada a assinatura de emissões de Hélio dentro dos espectros previstos pela ciência. A imagem, no quadrado de limite branco, foi possível graças ao efeito de magnificação gravitacional do aglomerado de galáxias RXJ2129 (galáxias sublinhadas a magenta).

 

Uma imagem NIRCam de cor composta do aglomerado de galáxias RXJ2129. As regiões de ampliação formalmente infinita a z = 8:16 prevista pelo modelo actualizado de lentes GLAFIC 10, 11, são representadas pelas curvas magenta. A localização de RXJ2129-z8HeII é realçada pelo círculo vermelho. Estima-se que tenha um factor de ampliação de = 2:26 0:14 O quadrado corresponde a uma vista zoom-in (300 300) de RXJ2129-z8HeII.

 

A descoberta está por verificar e, sendo consistente com o espectro de radiação previsto, não constitui evidência directa, dada a distância monumental a que se encontram os objectos celestiais e a baixa resolução dos dados que nos chegam, mas é o primeiro passo na direcção de identificarmos estes astros ancestrais, que fazem parte do sistema primordial do cosmos.

E um facto permanece: O James Webb Space Telescope é um máquina espantosa, que nos transporta para eras e geografias a que nunca tínhamos tido acesso, numa jornada intrigante e pioneira pelos mais distantes lugares do espaço-tempo.

Anton Petrov disserta sobre o assunto, com o rigor e a prudência que lhe é reconhecida.