Escondida nos confins de uma minúscula galáxia anã, a mais de dez bilhões de anos-luz de distância no tempo, uma estrela solitária guarda a memória química do amanhecer cósmico. Batizada de PicII-503, ela é a mais primitiva já encontrada fora da Via Láctea — uma verdadeira cápsula do tempo que preserva as assinaturas deixadas pelas primeiras estrelas que iluminaram o Universo.
A descoberta, publicada na revista Nature Astronomy, foi liderada por Anirudh Chiti, da Universidade de Stanford, e realizada com a Câmera de Energia Escura (DECam) instalada no Telescópio Víctor M. Blanco, no Chile. O instrumento, parte do programa MAGIC (Mapeando a Galáxia Antiga em CaHK), é sensível à absorção de cálcio, permitindo estimar o conteúdo metálico de milhares de estrelas a partir de dados de imagem.
Entre as centenas de estrelas próximas à galáxia anã Pictor II — um aglomerado de milhares de astros com mais de dez bilhões de anos —, os dados destacaram PicII-503 como uma candidata excepcionalmente pobre em metais. Observações de acompanhamento com os telescópios Magellan e o Very Large Telescope (VLT) do ESO confirmaram o que os cientistas suspeitavam: trata-se de um objeto fora do comum.
PicII-503 possui a menor abundância de ferro e cálcio já medida fora da Via Láctea. Ao mesmo tempo, apresenta uma quantidade de carbono mais de 1.500 vezes superior à do Sol em proporção ao ferro. Essa combinação — ferro baixíssimo e carbono altíssimo — é a assinatura química característica das chamadas “estrelas pobres em metais e ricas em carbono”, há muito observadas no halo da nossa galáxia, mas cuja origem permanecia um mistério.
A hipótese mais aceita é que essas estrelas sejam de segunda geração — formadas a partir do material ejetado pelas primeiras estrelas do Universo, que existiram apenas brevemente e explodiram como supernovas. Dependendo da energia dessas explosões, elementos mais leves como o carbono, produzidos nas camadas externas, seriam lançados ao espaço, enquanto elementos mais pesados como o ferro, formados no núcleo, seriam retidos no remanescente estelar.
A localização de PicII-503 em uma galáxia anã ultrafraca é crucial. Se a supernova que a precedeu tivesse sido de alta energia, os metais ejetados teriam escapado da fraca atração gravitacional da pequena galáxia. O fato de a estrela existir ali, com essa composição, sugere que a explosão foi de baixa energia — exatamente o cenário previsto para as primeiras supernovas.
“Descobrir uma estrela que preserva, sem ambiguidade, os metais pesados das primeiras estrelas estava no limite do que pensávamos ser possível”, afirmou Chiti em comunicado. “PicII-503 oferece uma janela sem precedentes para a produção inicial de elementos em um sistema primordial.”
A descoberta também resolve um antigo quebra-cabeça. As estrelas pobres em metais e ricas em carbono observadas no halo da Via Láctea provavelmente se originaram em pequenas galáxias anãs relíquias que, ao longo de bilhões de anos, foram absorvidas pela nossa. Pictor II é um desses sobreviventes — e PicII-503, seu fóssil estelar mais precioso.
“Descobertas como esta são arqueologia cósmica”, celebrou Chris Davis, diretor de programa da NSF para o NOIRLab. “Revelam fósseis estelares raros que preservam as impressões digitais das primeiras estrelas do Universo.”
Com o início do Levantamento Legado do Espaço e do Tempo (LSST) do Observatório Rubin, previsto para ainda este ano, os astrônomos esperam encontrar muito mais dessas relíquias. PicII-503 é apenas o começo de uma jornada que pode nos levar de volta ao instante em que os primeiros fornos estelares começaram a forjar os elementos que tornaram possível planetas, química e, em última análise, a própria vida.
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