As primeiras estrelas podem explicar as galáxias "estranhas" que o James Webb achou

Desde que entrou em operação, o telescópio espacial James Webb virou uma máquina de perguntas: ele enxerga galáxias do universo muito jovem que parecem brilhantes e complexas demais para a época. "O Webb abriu um monte de novas perguntas sobre a evolução dessas galáxias antigas, elas são estranhas", diz Grace Telford, da Universidade de Utah, que assina como autoria principal um novo estudo que pode ter achado uma peça que faltava. E ela está nas estrelas.

O que eles mediram

O trabalho faz parte do projeto TEMPOS, que usa o Telescópio Espacial Hubble para medir, no ultravioleta, estrelas gigantes e quentes (do tipo O) em galáxias anãs próximas "pobres em metais", ou seja, com pouca quantidade de elementos além de hidrogênio e hélio, parecidas com as primeiras galáxias do universo. A equipe analisou 29 dessas estrelas em seis galáxias anãs, todas com menos de um quinto dos metais do Sol. Não é um número qualquer: cada estrela chega a exigir 35 horas de observação do Hubble. "Quando cada uma custa até 35 horas de tempo de Hubble, fica muito caro", conta Telford.

A surpresa: abaixo de cerca de 10% da metalicidade do Sol, os ventos estelares (o material que a estrela expele) enfraquecem muito mais rápido do que as previsões antigas indicavam. "Há uma tendência suave e, de repente, para as estrelas de menor metalicidade, a velocidade do vento despenca", descreve Telford. Captar esse "degrau" só foi possível porque o estudo juntou estrelas suficientes: "com apenas três, você não vê essas tendências", diz Telford, que admite trabalhar num "regime de baixa estatística".

Por que um vento fraco muda tudo

Parece um detalhe técnico, mas muda o roteiro de vida dessas estrelas. Ventos mais fracos significam que elas seguram mais massa ao longo da vida, o que altera como explodem em supernova e quanta energia e matéria devolvem para a galáxia, justamente os ingredientes que regulam a formação de novas estrelas. Aplicado ao universo primitivo, isso ajuda a entender por que as galáxias antigas vistas pelo Webb crescem e brilham de um jeito que os modelos não previam. Os próprios autores freiam o entusiasmo: as estrelas estudadas são "substitutas" próximas (as do universo jovem não dá para observar com esse detalhe), e os efeitos sobre a evolução estelar são descritos como possibilidades, não como fatos fechados. O passo seguinte é somar os dados do Hubble a observações em luz visível do Observatório Keck, no Havaí, para refinar os modelos.

Por que isso importa no Brasil

Astronomia não tem passaporte: o céu é o mesmo para todo mundo, e o Brasil tem uma comunidade ativa de astrofísica em universidades públicas, além de participação em grandes observatórios internacionais. Entender como as primeiras estrelas moldaram as primeiras galáxias é uma peça central da história de como o universo, e tudo o que há nele, chegou até aqui. É também um lembrete de que boa parte da ciência que reescreve nossos livros vem de medir com cuidado coisas aparentemente pequenas, como o vento de uma estrela distante.

Para entender o contexto

O Telescópio Espacial James Webb, lançado no fim de 2021, observa o Universo em luz infravermelha e consegue ver galáxias muito distantes, ou seja, como elas eram há bilhões de anos. Desde as primeiras imagens, ele encontrou galáxias antigas mais brilhantes, ou com mais massa, do que muitos modelos esperavam para uma fase tão cedo da história cósmica.

Esses achados levaram a debates sobre se as teorias sobre a formação de galáxias estão incompletas ou se há outras explicações, como estrelas muito massivas e diferentes das atuais, as primeiras que se formaram. Cada hipótese precisa ser testada com mais observações, e nenhuma delas está confirmada.

Termos úteis

• Infravermelho: Luz de comprimento de onda maior que o da luz visível, ideal para ver objetos muito distantes e antigos.
• Primeiras estrelas: Estrelas formadas logo depois do Big Bang, compostas quase só de hidrogênio e hélio.
• Desvio para o vermelho: Alongamento da luz de objetos distantes por causa da expansão do Universo, usado para estimar distâncias.