Estrelas extremamente massivas, com até 10.000 vezes a massa do Sol, podem ter sido os arquitetos dos aglomerados globulares mais antigos do universo. Um estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society revela como essas estrelas colossais influenciaram a química e evolução inicial de sistemas estelares que existem há mais de 10 bilhões de anos.
Esses aglomerados, presentes em quase todas as galáxias, funcionam como arquivos cósmicos, preservando assinaturas químicas únicas, como abundâncias incomuns de hélio, nitrogênio, oxigênio, sódio, magnésio e alumínio. Entender como essas combinações surgiram era um dos grandes mistérios da astrofísica agora, o novo modelo fornece respostas consistentes.
Aspectos fundamentais do modelo:
- Formação de estrelas extremamente massivas (EMS) em ambientes turbulentos primordiais;
- Ventos estelares ricos em elementos processados pelo hidrogênio quente;
- Criação de populações estelares quimicamente distintas antes de supernovas;
- Tempo de atuação rápido, entre 1 e 2 milhões de anos.
Aglomerados globulares: laboratórios naturais do universo
Os aglomerados globulares (GCs) não são apenas coleções densas de estrelas; eles preservam informações sobre a química do universo primordial. A presença de múltiplas populações estelares indica que processos complexos de enriquecimento ocorreram muito cedo. As EMS injetaram elementos processados no gás circundante, permitindo a formação de estrelas com assinaturas químicas distintas sem contaminação de supernovas.
Esse processo explica porque alguns GCs exibem abundâncias de elementos que desafiaram explicações por décadas. Além disso, demonstra a eficiência das EMS em transformar rapidamente a composição química de um aglomerado inteiro com apenas algumas estrelas-chave.
Impactos na formação de galáxias e buracos negros
O estudo também sugere que estrelas extremamente massivas tiveram papel central na formação das primeiras galáxias, incluindo aquelas ricas em nitrogênio detectadas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST). Sua luminosidade e produção química ajudaram a criar protogaláxias quimicamente enriquecidas, conectando a evolução estelar à evolução galáctica.
Além disso, muitas dessas EMS provavelmente colapsaram em buracos negros de massa intermediária, com mais de 100 vezes a massa do Sol, possíveis fontes de sinais de ondas gravitacionais detectáveis hoje.
Principais consequências do modelo:
- Conexão direta entre formação estelar e evolução de aglomerados;
- Explicação para padrões químicos observados em GCs;
- Origem dos primeiros buracos negros de massa intermediária;
- Papel fundamental na química e luminosidade das primeiras galáxias.
Um novo olhar para o universo primordial
Este modelo fornece uma estrutura unificadora, conectando a física da formação estelar, o enriquecimento químico e a evolução de aglomerados globulares. Ele reforça que estrelas extremamente massivas não foram meros coadjuvantes, mas protagonistas no palco inicial do cosmos, moldando a química e a estrutura das primeiras galáxias e estabelecendo os alicerces para os sistemas estelares que observamos hoje.
