Qual é a estrela mais antiga do Universo? E a mais nova?

Os astrônomos sabem qual estrela é a mais velha e qual é a mais jovem do universo? Como eles poderiam dizer?

0
223
A estrela mais antiga conhecida, oficialmente chamada de HD 140283, mas apelidada de Matusalém, fica a 190,1 anos-luz de distância. O telescópio Schmidt do Observatório Anglo-Australiano (AAO) do Reino Unido fotografou a estrela em luz azul para o Digitized Sky Survey.(Créditos: Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech e UKSTU/AAO)

Traduzido por Julio Batista
Original de

Entre as inúmeras estrelas que brilham na vastidão do espaço, algumas são tão velhas que experimentaram o alvorecer do universo, e outras são tão jovens que nem mesmo os telescópios mais poderosos da Terra foram capazes de observá-las. Mas é possível saber qual estrela é a mais nova e qual é a mais velha?

A estrela mais jovem do nosso universo é difícil de identificar porque as estrelas estão constantemente nascendo, mas existem algumas candidatas entre as que conhecemos. Em contraste, os cientistas sabem sobre a estrela mais antiga já registrada – apropriadamente apelidada de Matusalém – há décadas.

As estrelas nascem nas profundezas de enormes nuvens de poeira e gás conhecidas como nebulosas. De acordo com a NASA, alguns aglomerados de gás na nebulosa são sobrecarregados por tanto material que sua própria gravidade os força a entrar em colapso (já que mais massa significa mais gravidade), e a intensa atração gravitacional no centro de uma nuvem em colapso causa gás – principalmente hidrogênio – para agregar no que se torna uma protoestrela. Esses embriões de estrelas começam a fundir núcleos de hidrogênio em hélio e emitem radiação no processo. Uma estrela não pode ser chamada de estrela até que ela irradie energia, e é assim que ela se torna incrivelmente brilhante. Algumas estrelas fracas estão apenas começando a brilhar para a vida.

Novas estrelas são formadas o tempo todo, mas em 2022 o astrônomo Ruobing Dong e seus colegas capturaram imagens de embriões de estrelas jovens no sistema estelar binário da Z Canis Majoris na constelação de Canis Majoris. Perturbações de um intruso cósmico foram capturadas pelo Telescópio Subaru, o Karl G. Jansky Very Large Array e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. (Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ)

Ruobing Dong, astronômo e professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Victoria, no Canadá, observou essas estrelas nascentes. Ele liderou um estudo de 2022 na revista Nature Astronomy em um sistema protoestrelar binário que se acredita ter apenas cerca de um milhão de anos. Dong e seus colegas conseguiram estimar a idade aproximada de alguns desses embriões de estrelas. Eles costumam se enfezar e fazer birra como típicos bebês, em eventos conhecidos como explosões de acreção.

“Quando as estrelas sofrem explosões de acreção, elas se tornam mais quentes e muito mais luminosas”, disse Dong à Live Science por e-mail. “O material ao redor deles é aquecido. O gelo no disco protoplanetário pode evaporar, e algumas reações químicas no disco podem ser desencadeadas porque o material é aquecido.”

Como as estrelas jovens ainda estão acumulando material, elas expelem imensos jatos de gás, ou fluxos gasosos, de cada extremidade como resultado. Isso significa que elas ainda estão acumulando massa. Como os fluxos desaparecem à medida que envelhecem, a quantidade de gás liberada ajuda os astrônomos a estimar a idade de uma estrela. Mais gás significa uma estrela mais jovem.

Enquanto isso, as estimativas da idade de HD 140283, a estrela conhecida como Matusalém, provocaram controvérsia. As primeiras estimativas de observações feitas em 2000 deram a ela 16 bilhões de anos de idade, de acordo com a NASA. Isso a tornaria mais antiga que o Universo, que tem cerca de 13,8 bilhões de anos. Os astrônomos imediatamente sugeriram que havia um erro no cálculo da idade dessa estrela. Se não, isso levantou a possibilidade de que o Universo teria vindo a existir eras antes do que se pensava anteriormente.

Para chegar ao fundo da questão, os astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble para re-determinar a idade de Matusalém em 2013, e chegaram a uma estimativa de 14,5 bilhões de anos com base em seu brilho e sua distância da Terra, que é de cerca de 190 anos-luz. Isso a tornaria apenas um pouco mais velha que o cosmos, embora existam margens de erro na estimativa de idade.

“Medimos a distância para determinar a luminosidade absoluta e, portanto, a idade, com a ajuda de estudos teóricos da evolução estelar”, disse Howard Bond, um astrônomo emérito do Space Telescope Science Institute, o centro de operações do Telescópio Espacial Hubble em Maryland (EUA), que ajudou a datar Matusalém. “Encontramos uma idade compatível – dentro das incertezas da medição e da teoria – com a idade do Universo.”

Matusalém é uma estrela subgigante, que é mais brilhante do que a maioria das estrelas, mas ainda não tão brilhante quanto as estrelas gigantes, que são tão grandes que seu tamanho parece anormal para sua temperatura e massa, disse Bond à Live Science por e-mail. As subgigantes também são mais vermelhas que as gigantes. As estrelas liberam energia queimando hidrogênio em seus núcleos e convertendo-o em hélio através da fusão nuclear. Estrelas massivas atingem a fase subgigante quando começam a esgotar suas reservas de hidrogênio. Nesta fase da vida de uma estrela, seu brilho, ou luminosidade, torna-se uma excelente forma de estimar sua idade. Estrelas subgigantes mais fracas são mais velhas.

Matusalém é avermelhada e vem escurecendo lentamente ao longo de bilhões de anos, embora sua proximidade relativamente próxima da Terra signifique que ela não aparece muito escura para nós e pode ser vista com os telescópios certos. O Sol dificilmente terá uma vida longa em comparação. Nossa estrela tem pouco menos de 5 bilhões de anos e espera-se que viva cerca de 5 bilhões de anos a mais, quando esfriará e inchará tanto no Sistema Solar que engolirá seus planetas em órbita, incluindo a Terra.