LMC 119: uma das estrelas mais antigas encontrada perto da Via Láctea

A procura pelas primeiras estrelas que surgiram no alvorecer do Universo revelou uma das estrelas mais antigas alguma vez encontradas, mesmo ao lado da nossa galáxia.

Não pertence propriamente à primeira geração estelar. Este ténue brilho na escuridão, designado LMC 119, foi identificado na Grande Nuvem de Magalhães, que orbita a Via Láctea, e é a primeira estrela da segunda geração do Universo encontrada noutra galáxia.

“Esta estrela oferece uma perspetiva única sobre o processo inicial de formação de elementos em galáxias que não a nossa”, afirma o astrofísico Anirudh Chiti, da Universidade de Chicago, que liderou a investigação.

“Construímos uma ideia de como são estas estrelas quimicamente enriquecidas pelas primeiras estrelas na Via Láctea, mas ainda não sabemos se algumas destas assinaturas são exclusivas, ou se os acontecimentos foram semelhantes noutras galáxias.”

As primeiras estrelas e a metalicidade

As primeiras estrelas do Universo dispunham de uma variedade muito limitada de materiais. Formaram-se a partir de nuvens de hidrogénio e hélio que se aglomeraram no Universo primitivo, após o Big Bang, transformando os seus núcleos em máquinas de fusão que irradiavam luz pela escuridão.

Foram estas estrelas - que fundiam hidrogénio em hélio, depois hélio em carbono e assim sucessivamente, até ao ferro no caso das mais massivas - que deram início à produção da tabela periódica de elementos no Universo. As explosões violentas e as colisões estelares originaram elementos ainda mais pesados.

Quando estes elementos se dispersaram pelo Universo, foram incorporados nas gerações posteriores de estrelas. A metalicidade de uma estrela é um dos indicadores usados pelos astrónomos para determinar a sua idade: uma menor quantidade de metais na composição estelar indica que nasceu mais cedo na história do Universo, quando existiam muito menos metais.

O Santo Graal seriam estrelas sem qualquer metalicidade: as da primeira geração. Contudo, ainda não foi encontrada nenhuma. Pensa-se que a razão é o facto de a maioria dessas primeiras estrelas ser tão grande que esgotou o combustível e morreu muito depressa.

Na Via Láctea, foram descobertas estrelas que os astrónomos consideram pertencer à segunda geração, com uma metalicidade tão reduzida que devem ter nascido apenas do material deixado quando a primeira geração explodiu e se transformou em poeira estelar.

São extremamente raras - menos de uma em cada 100.000 estrelas é uma estrela de segunda geração -, mas, segundo os investigadores, vale a pena procurá-las. Encontrar uma fora da Via Láctea poderá esclarecer se os materiais presentes no Universo primitivo estavam distribuídos de forma uniforme.

“Nas suas camadas exteriores, estas estrelas conservam os elementos que existiam perto do local onde se formaram”, explica Chiti. “Se encontrar uma estrela muito antiga e obtiver a sua composição química, poderá compreender como era a composição química do Universo no local onde essa estrela se formou, há milhares de milhões de anos.”

LMC 119 na Grande Nuvem de Magalhães

Para localizar estrelas antigas extragalácticas, Chiti e os seus colegas voltaram a atenção para a Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea que orbita a cerca de 160.000 anos-luz de distância. Foi aí que encontraram a LMC 119, uma estrela tão pobre em elementos mais pesados que tem de pertencer à segunda geração de estrelas.

Curiosamente, a equipa encontrou na LMC 119 uma das respostas que procurava. A sua composição é diferente da das estrelas de segunda geração da Via Láctea: possui significativamente menos carbono e ferro.

“Isso foi muito intrigante e sugere que o enriquecimento em carbono da geração mais antiga, tal como o observamos na Via Láctea, talvez não tenha sido universal. Teremos de realizar mais estudos, mas isto sugere que existem diferenças de lugar para lugar”, afirma Chiti.

“Penso que estamos a completar a imagem de como foi o processo inicial de enriquecimento em elementos em diferentes ambientes.”

Os investigadores acreditam que poderão existir mais estrelas antigas como esta na Grande Nuvem de Magalhães. A sua descoberta poderá revelar novas pistas sobre a infância do Universo e sobre as diferenças nos percursos evolutivos seguidos por estrelas separadas no espaço e no tempo.

A investigação foi publicada na Nature Astronomy.