Conheça Earendel, uma estrela a 12,9 bilhões de anos-luz da Terra.

A estrela mais distante já vista, chamada Earendel, é indicada por uma seta na inserção desta imagem do Telescópio Espacial Hubble que capturou a estrela a 12,9 bilhões de anos-luz de distância usando uma lente gravitacional. Crédito da imagem: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI), A. Pagan (STScI)

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A estrela única mais distante já vista remonta a menos de 1 bilhão de anos após o nascimento do universo no Big Bang, e pode lançar luz sobre as primeiras estrelas do cosmos, segundo um novo estudo.

Os cientistas apelidaram a estrela de "Earendel", de uma palavra do inglês antigo que significa "estrela da manhã" ou "luz nascente". Earendel, cuja designação técnica é WHL0137-LS, tem pelo menos 50 vezes a massa do Sol e milhões de vezes mais brilhante.

Esta estrela recém-descoberta, detectada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, está tão distante que sua luz levou 12,9 bilhões de anos para chegar à Terra, aparecendo para nós como era quando o universo tinha cerca de 900 milhões de anos, apenas 7% de sua idade atual . Até agora, a estrela única mais distante detectada, descoberta pelo Hubble em 2018, existia quando o universo tinha cerca de 4 bilhões de anos, ou 30% de sua idade atual.

“Esta descoberta nos dá a oportunidade de estudar uma estrela em detalhes no universo primitivo”, disse o autor principal do estudo, Brian Welch, astrofísico da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore.

Normalmente, mesmo uma estrela tão brilhante quanto Earendel seria impossível de ver da Terra, dada a vasta divisão entre as duas. Anteriormente, os menores objetos vistos a uma distância tão grande eram aglomerados de estrelas embutidos dentro de galáxias primitivas.

Os cientistas detectaram Earendel com a ajuda de um enorme aglomerado de galáxias, WHL0137-08, situado entre a Terra e a estrela recém-descoberta. A atração gravitacional desse enorme aglomerado de galáxias distorceu o tecido do espaço e do tempo, resultando em uma poderosa lupa natural que amplificou muito a luz de objetos distantes atrás da galáxia, como Earendel. Essa lente gravitacional distorceu a luz da galáxia que hospeda Earendel em um comprimento crescente que os pesquisadores chamaram de Sunrise Arc.

A rara maneira pela qual Earendel se alinhou com WHL0137-08 significou que a estrela apareceu diretamente, ou extremamente próxima, de uma curva no espaço-tempo que forneceu brilho máximo, fazendo com que Earendel se destacasse do brilho geral de sua galáxia natal. Este efeito é análogo à superfície ondulada de uma piscina, criando padrões de luz brilhante no fundo da piscina em um dia ensolarado, as ondulações na superfície agem como lentes e focam a luz solar para o brilho máximo no fundo da piscina. 

Welch enfatizou que este não é o objeto mais distante que os cientistas já descobriram. "O Hubble observou galáxias a distâncias maiores", explicou. "No entanto, vemos a luz de suas milhões de estrelas, todas misturadas. Este é o objeto mais distante onde podemos identificar a luz de uma estrela individual".

Esta vista de detalhe ampliada mostra a localização da estrela distante Earendel ao longo de uma ondulação no espaço-tempo (linha pontilhada) que a ampliou para que o Telescópio Espacial Hubble pudesse localizá-la a 12,9 bilhões de anos-luz de distância. Crédito da imagem: Ciência: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI) Processamento de imagem: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

Ele também notou que esta estrela estava distante, mas não velha. "Nós vemos a estrela como era há 12,8 bilhões de anos, mas isso não significa que a estrela tenha 12,8 bilhões de anos", disse Welch. Em vez disso, provavelmente tem apenas alguns milhões de anos e nunca atingiu a velhice. 

“Dada a sua massa, quase certamente não sobreviveu até hoje, já que estrelas mais massivas tendem a queimar seu combustível mais rapidamente e, assim, explodir, ou colapsar em buracos negros”, acrescentou Earendel. "As estrelas mais antigas conhecidas teriam se formado em um momento semelhante, mas são muito menos massivas, então continuaram a brilhar até hoje."

A estrela mais distante já vista, chamada Earendel, é indicada por uma seta na inserção desta imagem do Telescópio Espacial Hubble que capturou a estrela a 12,9 bilhões de anos-luz de distância usando uma lente gravitacional. Crédito da imagem: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI), A. Pagan (STScI)

Muitos detalhes sobre Earendel permanecem incertos, como sua massa, brilho, temperatura e tipo. Os cientistas ainda não têm certeza se Earendel é uma estrela ou duas, a maioria das estrelas com a massa de Earendel geralmente tem uma companheira menor e mais fraca, e é possível que Earendel esteja ofuscando sua parceira.

Os cientistas pretendem realizar observações de acompanhamento com o recém-lançado Telescópio Espacial James Webb da NASA para analisar a luz infravermelha de Earendel e identificar muitas de suas características. Essas informações, por sua vez, podem ajudar a esclarecer as primeiras estrelas do universo, que se formaram antes que o universo fosse preenchido com os elementos pesados produzidos por sucessivas gerações de estrelas massivas.

“Acho que uma das coisas mais emocionantes sobre esse resultado é que ele abre uma nova janela para o universo inicial”, disse Welch. "Normalmente a essas distâncias, vemos galáxias cheias como objetos pequenos e difusos, e então inferimos detalhes sobre as estrelas a partir de sua luz agregada."

Não é assim para Earendel. "Com esta estrela com lentes, podemos estudar sua luz de forma independente", disse ele. “Isso nos permite comparar diretamente com as estrelas da Via Láctea e procurar diferenças que melhorarão nossa compreensão das estrelas no início do universo”.

Os cientistas detalharam suas descobertas on-line na quarta-feira (30 de março) na revista Nature.

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Referência:

CHOI, Charles Q. Hubble Space Telescope spots most distant single star ever seen. Space, Nova Yok 30, mar. 2022. Disponível em: <https://www.space.com/hubble-telescope-sees-most-distant-star-earendel>. Acesso em: 30, mar. 2022.