Utilizar buracos negros para voltar no tempo e detectar as primeiras estrelas do Universo

As primeiras estrelas do Universo, chamadas estrelas da população III, ainda não foram observadas. Um novo método para detectá-las pode mudar isso, utilizando... buracos negros.


Logo após o Big Bang, as primeiras estrelas se formaram, compostas principalmente de hidrogênio e hélio. Essas estrelas da população III eram gigantescas, muito quentes e de vida curta. Elas sintetizaram elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio e foram cruciais para a formação das estrelas e galáxias subsequentes. No entanto, a detecção direta dessas estrelas tem permanecido fora do alcance dos nossos telescópios devido à sua grande distância.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Hong Kong (HKU) desenvolveu um método para detectar essas primeiras estrelas. Sob a direção da Professora Jane Lixin DAI, a equipe descobriu que as estrelas da população III podem ser despedaçadas pelas forças de maré quando se aproximam demais de um buraco negro massivo. Esse evento, conhecido como ruptura por efeito de maré, gera flashes luminosos que podem ser observados através de bilhões de anos-luz.

Os pesquisadores mostraram que os flashes distantes se distinguem por sua duração prolongada devido à expansão do Universo e pelo seu desvio para o vermelho ao atingir a Terra. Os fótons emitidos são estendidos durante sua longa jornada, prolongando assim a ascensão e o declínio dos flashes. Essas características permitem diferenciar as rupturas por efeito de maré das estrelas da população III daquelas de estrelas mais recentes.

Os telescópios espaciais James Webb (JWST) e Nancy Grace Roman da NASA estão particularmente bem equipados para detectar essas emissões infravermelhas. O telescópio Roman, em particular, tem a capacidade de observar simultaneamente uma grande porção do céu e explorar as profundezas do Universo primitivo. Isso faz dele uma ferramenta promissora para a detecção dos flashes luminosos de ruptura por efeito de maré das estrelas da população III.

Janet Chang, doutoranda na HKU, acredita que várias dezenas desses eventos poderiam ser detectados a cada ano pelo telescópio Roman, se uma estratégia de observação adequada for implementada.

Esses avanços oferecem perspectivas para compreender as primeiras estrelas do Universo e os processos de formação dos elementos pesados. No entanto, desafios permanecem, incluindo a necessidade de estratégias de observação otimizadas e a confirmação das assinaturas das rupturas por efeito de maré nos dados.