Observações do Telescópio Espacial James Webb sugerem a presença de estrelas gigantes em uma galáxia distante do universo primordial. Essas potenciais estrelas da População III poderiam atingir massas de até 10.000 vezes a do sol. As descobertas podem explicar as origens dos buracos negros supermassivos.
O Telescópio Espacial James Webb permitiu que astrônomos examinassem galáxias distantes do universo primordial, revelando assinaturas químicas incomuns em algumas. Na galáxia GS 3073, pesquisadores liderados por Devesh Nandal no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics identificaram níveis excepcionalmente altos de nitrogênio, muito além do que pode ser explicado por estrelas típicas ou eventos cósmicos.
Estrelas próximas parecem limitadas a cerca de 120 massas solares, como assumem os modelos de evolução galáctica. "Todos os nossos modelos de evolução das galáxias… dependem do fato de que as estrelas não podem ser mais massivas que 120 massas solares ou algo assim," observou Nandal. No entanto, estrelas da População III — gigantes primordiais hipotetizadas — poderiam crescer para 1.000 a 10.000 massas solares e produzir nitrogênio em excesso, de acordo com simulações. A equipe de Nandal calculou que algumas estrelas assim poderiam explicar a abundância de nitrogênio em GS 3073. "Nosso trabalho mostra a evidência mais forte até o momento de estrelas supermassivas da População III no universo primordial," ele afirmou.
Nitrogênio elevado apareceu em outras galáxias distantes, mas os níveis de GS 3073 se destacam. Céticos, incluindo Roberto Maiolino na University of Cambridge, argumentam que a maturidade química da galáxia sugere um ambiente não pristino inadequado para estrelas da População III. John Regan na Maynooth University rebateu que galáxias do universo primordial frequentemente exibem traços bizarras, tornando tais formações plausíveis.
Se confirmadas, essas estrelas poderiam esclarecer como buracos negros supermassivos surgiram cedo na história cósmica, fornecendo um caminho de crescimento rápido a partir de colapsos estelares massivos. A verificação permanece desafiadora, exigindo assinaturas adicionais. "Fortalecer o argumento para sua existência é extremamente difícil — é muito difícil para nós termos uma assinatura fumegante," disse Regan, acrescentando, "Mas essa assinatura é muito forte."
As descobertas aparecem em The Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ae1a63).