Telescópio Espacial Hubble localiza a estrela mais antiga e mais distante conhecida

Luz das estrelas, estrela brilhante, quão longe a noite parece.

Astrônomos anunciaram na quarta-feira a descoberta da estrela mais distante e mais antiga já vista, um ponto de luz que brilhou há 12,9 bilhões de anos, ou apenas 900 milhões de anos após o Big Bang que deu origem ao universo.

Isso significa que a luz da estrela viajou 12,9 bilhões de anos-luz para chegar à Terra.

O resultado foi parte de um esforço para usar telescópio espacial Hubble Para procurar algumas das galáxias mais antigas e distantes do universo. Por uma feliz coincidência, os astrônomos foram capazes de discernir um único sistema estelar dentro de uma dessas galáxias.

disse Brian Welch, estudante de pós-graduação da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, e autor de Um artigo de pesquisa publicado quarta-feira na revista Nature descreve a descoberta.

Normalmente, objetos distantes são muito escuros para serem vistos. Mas A teoria geral da relatividade de Einstein, que descreve como a gravidade dobra o espaço, oferece uma solução útil. Um aglomerado de galáxias massivo próximo pode atuar como uma lente para amplificar a luz das estrelas e galáxias distantes atrás delas.

Uma pesquisa usando o Telescópio Espacial Hubble examinou 41 aglomerados galácticos. “Quando você olha para um grupo de aglomerados de galáxias realmente massivos, há uma boa chance de encontrar alguns objetos muito massivos atrás deles”, disse Welch.

Welch disse que um aglomerado de galáxias normalmente aumenta o brilho do objeto atrás dele em até 10 vezes.

No entanto, a luz não é ampliada igualmente. Ondulações no espaço-tempo podem criar pontos luminosos, como ondulações na superfície de uma piscina que criam padrões de pontos luminosos no fundo da piscina. Examinando uma galáxia distante e ampliada, os astrônomos descobriram que um ponto de luz se alinhava com uma das ondulações e sua luminosidade era amplificada em mil vezes ou mais.

“A galáxia está meio que esticada neste longo arco em forma de meia-lua”, disse Welch. “E então a estrela é apenas um componente disso.”

À medida que o universo está se expandindo, objetos distantes estão se movendo mais rápido. Isso muda a frequência da luz para comprimentos de onda mais longos. A estrela vista por Welch e seus colegas tem o que os astrônomos chamam de desvio para o vermelho de 6,2, muito maior do que o recorde anterior para a estrela individual mais distante. Esta estrela, que foi relatada em 2018, teve um desvio para o vermelho de 1,5, que corresponde a quando o universo tinha cerca de quatro bilhões de anos.

Os pesquisadores chamaram a nova estrela de Earendel – em inglês antigo, a “estrela da manhã”. Se for uma única estrela, os astrônomos estimam que seja uma estrela massiva – cerca de 50 vezes a massa do nosso sol. Também pode ser um sistema de duas ou mais estrelas.

O alinhamento de Earendel e o grupo de galáxias durarão anos, então Earendel será um dos alvos durante o primeiro ano de observações do grupo recém-lançado. Telescópio Espacial James Webbque tem um espelho maior que o Hubble e coleta luz em comprimentos de onda infravermelhos mais longos.

As observações de Webb serão capazes de medir o brilho em um espectro de comprimentos de onda. Isso ajudará os astrônomos a determinar a temperatura da estrela. “Nós realmente precisamos desse espectro para dizer com algum tipo de certeza absoluta que esta é uma estrela em comparação com outro tipo de coisa”, disse Welch.

Welch disse que, mais tarde, observações mais detalhadas de Webb poderiam determinar a composição de Earendel. O Big Bang produziu apenas os elementos mais leves, como hidrogênio e hélio. Espera-se, portanto, que as primeiras estrelas contenham concentrações mais baixas de elementos mais pesados, que surgem de reações de fusão dentro das estrelas e nas explosões de estrelas moribundas. A hipótese atual é que com menos elementos mais pesados, as primeiras estrelas devem ser grandes e brilhantes.

“Parece muito quente e muito massivo”, disse Stephen Finkelstein, astrônomo da Universidade do Texas em Austin, que não esteve envolvido na pesquisa, sobre Earndale.

No entanto, esta estrela por si só não seria suficiente para provar o estado das maiores estrelas no início do universo. “Mas ele definitivamente apoia isso”, disse o Dr. Finkelstein. “Se você começar a formar um grande número, e muitos deles parecerem muito massivos, a evidência se tornará cada vez mais forte de que estrelas mais massivas são a norma no universo distante”.

O telescópio Webb também deve ser capaz de encontrar estrelas de ampliação distantes como Earendel, embora o número de estrelas alinhadas por acaso com uma lente gravitacional permaneça invisível. Pode até ser capaz de identificar algumas estrelas em um desvio para o vermelho entre 10 e 20, o que corresponde a um período entre 100 milhões e 500 milhões de anos após o Big Bang.

“Isso é exatamente nessa janela quando pensamos que as primeiras estrelas estão se formando”, disse o Dr. Finkelstein.