Cientistas podem ter descoberto as primeiras estrelas do Universo

Em uma descoberta que pode redefinir o entendimento sobre a origem do cosmos, astrônomos anunciaram evidências das que podem ser as primeiras estrelas formadas no Universo, há mais de 13 bilhões de anos. O achado foi possível graças a observações feitas com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o equipamento mais avançado já lançado para investigar o espaço profundo.

Essas estrelas, chamadas de estrelas da População III, são consideradas as “sementes” de tudo o que existe hoje: galáxias, planetas e até mesmo a vida na Terra.

Elas teriam surgido a partir de uma mistura primordial de hidrogênio e hélio, poucos milhões de anos após o Big Bang, sem elementos mais pesados como ferro ou carbono.

A identificação dessas estrelas é um dos maiores desafios da astrofísica moderna — e, se confirmada, representará um marco histórico.

A caçada pelas primeiras luzes do cosmos

Desde o início das observações astronômicas, cientistas tentam responder a uma pergunta fundamental: como o Universo passou da escuridão total às primeiras fontes de luz?

Após o Big Bang, ocorrido há cerca de 13,8 bilhões de anos, o Universo era um ambiente extremamente quente e denso. Com o passar do tempo, ele se expandiu e esfriou, permitindo a formação dos primeiros átomos. No entanto, esse período inicial — conhecido como Idade das Trevas Cósmica — foi dominado por escuridão, já que não existiam estrelas nem galáxias para emitir luz.

Cerca de 100 a 200 milhões de anos depois do Big Bang, a gravidade começou a agir sobre as nuvens de gás primordiais, levando-as a colapsar e formar as primeiras estrelas. Essas estrelas eram diferentes de todas as que conhecemos atualmente: muito mais massivas, quentes e luminosas. Por viverem pouco tempo — apenas alguns milhões de anos —, elas explodiram rapidamente como supernovas, espalhando pelo espaço os elementos químicos que mais tarde dariam origem a planetas, novas estrelas e, eventualmente, à vida.

O papel do Telescópio James Webb

A busca por sinais das estrelas da População III era uma das missões centrais do Telescópio Espacial James Webb, lançado em dezembro de 2021. Equipado com instrumentos capazes de captar luz infravermelha extremamente fraca e distante, o Webb permite observar o Universo como ele era bilhões de anos atrás.

Em um estudo publicado recentemente em revistas especializadas, uma equipe internacional de astrônomos analisou galáxias extremamente distantes — localizadas a mais de 13,3 bilhões de anos-luz da Terra. Em uma delas, batizada de CR7, foram detectadas assinaturas luminosas que não se encaixam nos padrões das estrelas atuais.

Os pesquisadores acreditam que essas emissões possam ser resultado de estrelas da primeira geração cósmica, compostas exclusivamente de hidrogênio e hélio, sem a presença de elementos pesados. Essa característica as tornaria mais quentes e azuis do que as estrelas comuns, emitindo uma luz intensa e inconfundível.

De acordo com o astrofísico Daniel Schaerer, da Universidade de Genebra, um dos coautores da pesquisa, “a detecção dessas estrelas é o equivalente cósmico a encontrar os fósseis mais antigos da Terra — elas nos contam como tudo começou”.

O que torna essas estrelas tão especiais?

As estrelas da População III são chamadas assim porque representam a primeira geração estelar. Em seguida, surgiram as estrelas da População II, já contendo traços de elementos pesados gerados pelas primeiras explosões, e finalmente as da População I, onde está incluído o Sol.

A principal diferença entre elas é a metallicidade — termo que, na astronomia, indica a presença de elementos mais pesados que o hélio. As estrelas atuais possuem diversos metais em sua composição, enquanto as estrelas primordiais seriam “puras”, formadas apenas pelos elementos criados no Big Bang.

Essas primeiras estrelas também eram enormes, podendo alcançar até 300 vezes a massa do Sol, e queimavam seu combustível em uma velocidade impressionante. Por isso, sua vida útil era extremamente curta, e nenhuma delas sobreviveu até hoje. O que resta são os ecos de sua existência, registrados na luz que viaja pelo espaço há bilhões de anos.

Como os cientistas detectam algo tão distante?

Observar o Universo primordial é um desafio de proporções quase inimagináveis. A luz das primeiras estrelas levou bilhões de anos para chegar até nós, e nesse processo foi esticada pela expansão do espaço, mudando de cor e tornando-se quase invisível aos telescópios convencionais.

É aí que entra o James Webb, com sua capacidade de captar radiação infravermelha. Esse tipo de luz permite ver além das barreiras do tempo, revelando estruturas que existiram quando o Universo tinha menos de 5% de sua idade atual.

Os cientistas analisam espectros de luz, ou seja, a assinatura luminosa deixada por diferentes elementos químicos. A ausência de metais e a predominância de hidrogênio e hélio são os indícios que levam à hipótese de que se trata de estrelas da População III.

Uma janela para a origem de tudo

Confirmar a existência dessas estrelas não é apenas uma curiosidade científica — é uma peça-chave para entender a história cósmica. A formação das primeiras estrelas marcou o início de uma era chamada de reionização, quando a radiação estelar transformou o gás neutro do Universo em partículas ionizadas, tornando o cosmos transparente à luz.

Sem esse processo, o Universo permaneceria opaco e escuro. Foi a luz dessas primeiras estrelas que, literalmente, iluminou o Universo pela primeira vez.

Além disso, elas foram responsáveis por criar os primeiros elementos pesados, como carbono, oxigênio e ferro — os mesmos que compõem nosso planeta e nossos corpos. “Tudo o que existe hoje, inclusive nós, é resultado da morte dessas primeiras estrelas”, explica a astrofísica brasileira Beatriz Furlanetto, da Universidade de Brasília.

Dúvidas e desafios

Apesar do entusiasmo, os cientistas ainda são cautelosos. A confirmação definitiva de que essas estrelas são realmente da População III exigirá observações adicionais e modelagens mais detalhadas.

Uma das dificuldades é distinguir se a luz observada vem de estrelas individuais ou de buracos negros primordiais, que também podem emitir radiação intensa e semelhante. “É possível que estejamos vendo o brilho de gás sendo engolido por um buraco negro, e não de estrelas”, afirma o pesquisador britânico Christopher Lovell, da Universidade de Hertfordshire.

Mesmo assim, o avanço é notável. Até poucos anos atrás, essas detecções eram consideradas quase impossíveis. Com o Webb e futuras missões espaciais, como o Telescópio Romano Nancy Grace e o Observatório Europeu Extremamente Grande (E-ELT), os astrônomos esperam reunir mais provas e talvez observar diretamente a luz das primeiras estrelas individuais.