Uma estrela primitiva desprovida de quase quaisquer elementos mais pesados que o hidrogénio e o hélio pode ser a descendente imediata de uma das primeiras estrelas do Universo.
Se estrelas fossem como mitos, então a primeira geração de estrelas que existiu no cosmos seria como os deuses da Grécia antiga – enormes, misteriosos e profundamente influentes no que veio depois deles.
No entanto, ninguém nunca viu uma destas primeiras estrelas, “porque eram massivas, viviam rápido e morriam jovens, ou porque as estrelas de População III de massa mais baixa que poderiam persistir até aos dias de hoje são extremamente raras”, disse Kevin Schlaufman da Universidade Johns Hopkins num estudo declaração.
Portanto, embora ainda não tenhamos visto uma estrela de População III, uma estrela chamada SDSS J0715-7334 é a segunda melhor opção – uma estrela que se formou a partir de uma nuvem de gás quase imaculada que foi contaminada por elementos pesados formados no supernova explosão de uma estrela da População III.
O SDSS J0715-7334 foi inicialmente identificado por Schlaufman em dados do Sloan Digital Sky Survey em 2014, e depois descoberto de forma independente em 2025 por uma equipe de estudantes liderada por Alexander Ji, da Universidade de Chicago.
Nos primeiros três minutos após o Big Bangexistiam apenas três elementos: hidrogênio, hélio e os menores vestígios de lítio. Isso foi tudo com que o universo teve que trabalhar para formar as primeiras estrelas. Todos os outros elementos na tabela periódica tiveram que ser posteriormente formadas por estrelas, começando com as explosões de supernovas das estrelas mais massivas da População III.
Os elementos pesados produzidos na morte violenta de uma estrela de primeira geração poluíram rapidamente uma nuvem primordial de hidrogénio molecular e hélio que posteriormente entrou em colapso para formar o SDSS J0715-7334. Isso teria acontecido durante as primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang.
Usando o espectrógrafo Magellan Inamori Kyocera Echelle de alta resolução no Telescópio Magellan Clay de 6,5 metros no Observatório Las Campanas, no Chile, uma equipe liderada por Ji e incluindo Schlaufman acompanhou o SDSS J0715-7334 para quantificar sua abundância de elementos pesados, que os astrônomos chamam de “metais”, mas que incluem elementos como carbono e oxigênio, bem como alumínio e ferro.
Nosso sol é composto por 74,9% de hidrogênio, 23,8% de hélio e 1,3% de metais, um indicativo das muitas gerações de estrelas ao longo do tempo cósmico que construíram a abundância de elementos pesados no universo. Por outro lado, a equipe de Ji e Schlaufman descobriu que o SDSS J0715-7334 é quase exclusivamente hidrogênio e hélio, com apenas 0,005% da abundância de metais que nosso Sol possui. Nenhuma outra estrela foi encontrada tão imaculada com tão poucos elementos pesados. O recordista anterior, uma estrela em nosso Via Láctea catalogado como SDSS J1029+1729, possui o dobro da abundância de elementos pesados que o SDSS J0715-7334 possui.
“A estrela (SDSS J0715-7334) tem tão pouco carbono que sugere que uma pulverização precoce de poeira cósmica foi responsável pela sua formação”, disse Ji em outro artigo. declaração.
“Embora esta estrela não tenha uma composição primordial, é o mais próximo que os astrónomos alguma vez chegaram da geração estelar de População III nesta métrica específica,” acrescentou Schlaufman.
A partir da sua composição química, a equipa de Ji e Schlaufman foi capaz de trabalhar de trás para frente para deduzir a massa da estrela e a energia da sua supernova que produziu os detritos que poluíram a nuvem natal do SDSS J0715-7334. Eles descobriram que a estrela de População III que morreu tinha uma massa de pelo menos 30 vezes a do nosso Sol, e que a sua explosão de supernova foi mais energética do que é típico hoje.
SDSS J0715-7334 foi descoberto 80.000 anos-luz longe, onde parece estar migrando do halo externo do Grande Nuvem de Magalhães (LMC), daí o motivo pelo qual os alunos de Ji apelidaram a estrela de “Antigo Imigrante”.
Junto com seu companheiro o Pequena Nuvem de Magalhãesa GNM é uma chegada recente às costas da Via Láctea e, durante grande parte da sua história, as Nuvens de Magalhães não formaram estrelas nem construíram o seu inventário químico. Foi só desde que estiveram perto da influência gravitacional da Via Láctea que as coisas realmente começaram dentro deles.
“É possível que encontremos uma proporção relativamente maior de estrelas ultrapobres em metais em galáxias como as Nuvens de Magalhães do que na nossa própria galáxia, a Via Láctea”, disse Schlaufman.
O Sloan Digital Sky Survey é uma excelente ferramenta para caçar estrelas antigas e imaculadas, como SDSS J0715-7334. Localizado no Observatório Apache Point, no Novo México, realiza levantamentos abrangentes do céu noturno, fazendo medições espectroscópicas ópticas e infravermelhas de milhões de estrelas e galáxias.
“Ainda há muito a ser feito para entender o que realmente acontecia naquela época, há muito, muito tempo, quando a Via Láctea era jovem”, disse Schlaufman. “Nós apenas arranhamos a superfície com esta fase atual do Sloan Digital Sky Survey.”
A pesquisa foi publicada na edição de 3 de abril da revista Astronomia da Natureza.
