Estrela de galáxia anã pode ser um "fóssil" de explosão hipernova primordial

Há cerca de 13,5 bilhões de anos, as primeiras estrelas do universo se formaram. Estas estrelas são membros da chamada “População III” e, embora ainda não tenhamos encontrado nenhuma delas, um estudo liderado por Ása Skúladóttir, astrônoma da Universidade de Florença, pode ter revelado algo interessante desta população misteriosa. Os autores analisaram a estrela AS0039, cuja composição mostra que, talvez, ela tenha incorporado elementos de alguma estrela do grupo.

• Essa gigante vermelha pode ser a estrela mais antiga já observada
• As primeiras estrelas podem ter se formado 350 milhões de anos após o Big Bang
• Primeiras estrelas do universo podem ter surgido mais cedo do que pensamos

Alguns milhões de anos após o Big Bang, o universo era preenchido por gases quentes e opacos. Foi somente com o nascimento das primeiras estrelas, cuja luz ultravioleta ionizou este gás, que o espaço começou a ser “limpo” e, assim, permitiu que a luz fluísse.

Estrelas da População III são conhecidas por terem poucos elementos pesados — afinal, estes compostos precisam de alguns processos para serem formados, como a fusão nuclear no interior das estrelas ou eventos energéticos e extremos, como as supernovas. Esses elementos foram espalhados pelo universo e obtidos para as gerações estelares posteriores; portanto, ao encontrar uma estrela relativamente pobre em metais, concluímos que ela provavelmente é muito antiga.

É aqui que entra a AS0039, uma estrela da galáxia anã Escultor, localizada a cerca de 290 mil anos-luz de nós. Os autores a descrevem como uma estrela secundária de características excepcionais — ela tem baixa quantidade de ferro, não é rica em carbono e tem pouquíssimas quantidades de magnésio em comparação com elementos pesados, como o cálcio. Além de a AS0039 ter realmente poucos metais, a galáxia do Escultor também é pobre em metais e tem apenas 4% da abundância de carbono proporcional da Via Láctea, o que sugere que seja primitiva. 

Para completar, a estrela tem quantidades de carbono e magnésio, consideradas abaixo daquelas estimadas para estrelas com pouca presença destes elementos. Como precisam da fusão nuclear estelar para serem formados, os autores sugerem um passado diferente: é possível que os elementos sejam o resultado de uma hipernova, uma explosão 10 vezes mais energética que uma supernova.  

Assim, para entender melhor o que pode ter acontecido no passado da AS0039, a equipe realizou simulações. O melhor resultado indicou a explosão de uma estrela-mãe, com 21 vezes a massa do Sol, em hipernova. Por isso, a AS0039 pode ser uma das primeiras evidências de hipernova com zero-metalicidade, sendo também uma ótima oportunidade para estudos das primeiras estrelas do universo.  

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Science Alert