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O desaparecimento dos ‘Little Red Dots’ do Telescópio Espacial James Webb pode levar a outro quebra-cabeça cósmico
Os paleontólogos sabem agora que muitos dos dinossauros não desapareceram, mas sim evoluíram para aves modernas, e novas pesquisas sugerem que os “dinossauros cósmicos” observados pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) também não foram extintos. Em vez disso, podem ter evoluído para imagens familiares no universo moderno: vastos conglomerados de estrelas densamente compactadas, chamados “aglomerados globulares”.
Pequenos pontos vermelhos tornou-se um verdadeiro quebra-cabeça para os astrônomos em 2022, quando o JWST começou a identificá-los rotineiramente em abundância cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang. Isso ocorre porque esses objetos aparentemente desaparecem antes que o cosmos atinja cerca de 2 bilhões de anos.
Os astrónomos propuseram muitas explicações diferentes para os Pequenos Pontos Vermelhos, incluindo a sugestão de que poderiam ser “estrelas do buraco negro“, ou buracos negros envoltos em vastas camadas de gás denso e poeira. Esta equipe teoriza que uma formação aglomerado globular com um estrela supermassivaum hipotético corpo estelar de vida curta com entre 1.000 e 10.000 vezes a massa do Sol, também se pareceria muito com um pequeno ponto vermelho em seu coração.
“Esta pode não ser apenas uma nova população estranha do JWST, sem conexão com o universo que nos rodeia hoje”, disse o líder da equipe, John Chisholm, da Universidade do Texas em Austin. disse em um comunicado. “Em vez disso, os Pequenos Pontos Vermelhos podem persistir além do início do universo, evoluindo para algo relativamente familiar.
“Os pequenos pontos vermelhos podem ser galáxias, podem envolver buracos negros ou podem ser algo ainda mais inesperado. O nosso trabalho mostra que a formação de enxames globulares com estrelas supermassivas deve fazer parte dessa conversa.”
Um lado desconhecido de uma visão familiar
Os aglomerados globulares são geralmente vistos em grandes galáxias e estão densamente repletos de milhões de estrelas antigas. Nossa galáxia, a Via Lácteaabriga pelo menos 150 aglomerados globulares e, embora familiares, os astrônomos ainda não têm certeza de como eles se formam.
“Normalmente os vemos (aglomerados globulares) após milhares de milhões de anos de evolução, numa altura em que as suas estrelas massivas desapareceram, o seu gás foi eliminado e os processos dinâmicos mudaram as suas massas e estruturas”, disse Danielle Berg, membro da equipa, da UT Austin, no comunicado. “Isso torna muito difícil reconstruir as condições originais em que se formaram.”
Pensa-se que todas as estrelas dos aglomerados globulares se formaram ao mesmo tempo no universo primitivo. No entanto, nesta altura o cosmos deveria ter apenas hidrogénio, hélio e um punhado de elementos mais pesados (que os astrónomos chamam de “metais”) disponíveis para a construção de estrelas. No entanto, muitas estrelas em aglomerados globulares são estranhamente abundantes em hélio e metais como nitrogênio, sódio e alumínio, embora carecem dos níveis esperados de carbono, oxigênio e magnésio.
“Este padrão específico indica fusão nuclear no muito altas temperaturas, muito mais altas do que nos núcleos de estrelas normais massivas”, disse o membro da equipe Mike Boylan-Kolchin, da UT Austin, no comunicado. “Uma estrela supermassiva é precisamente o tipo de ambiente que poderia produzir esta combinação.”
Estrelas supermassivas capazes de gerar este tipo de calor se formariam nos ambientes densos dos primeiros aglomerados globulares, nos quais se esperaria que colisões e fusões estelares ocorressem continuamente. As estrelas supermassivas resultantes teriam vida curta, durando apenas cerca de 1 milhão de anos (lembre-se que o Sol tem meia-idade, 4,6 anos). bilhão anos) — mas este seria tempo suficiente para forjar os elementos necessários para explicar a química peculiar dos aglomerados globulares.
Quando essas estrelas supermassivas morrem em explosões de supernovasos elementos que forjaram seriam destruídos para se tornarem os blocos de construção da próxima geração de estrelas. Isto daria às estrelas dos aglomerados globulares modernos as suas impressões digitais químicas incomuns.
“No nosso modelo, a estrela supermassiva que ajuda a fazer o objeto parecer um Pequeno Ponto Vermelho viveria apenas por um curto período de tempo”, continuou Chisholm. “Depois que a estrela morrer, o objeto poderá não se parecer mais com um pequeno ponto vermelho, mesmo que o próprio aglomerado sobreviva bilhões de anos.”
No entanto, a química estranha não é a única coisa que liga os primeiros aglomerados globulares aos Pequenos Pontos Vermelhos. A equipe não apenas propõe que a distribuição dos Pequenos Pontos Vermelhos no universo primitivo corresponde à distribuição dos aglomerados globulares modernos, mas também afirma que os modelos de evolução dos Pequenos Pontos Vermelhos mostram que suas massas estimadas poderiam facilmente levar às massas dos aglomerados globulares vistos no universo recente.
Há também a questão do tempo. Os pequenos pontos vermelhos aparecem cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang, e é também nessa altura que os cientistas estimam que os enxames globulares teriam começado a formar-se.
“Não há nenhuma prova definitiva neste momento que diga que os Pequenos Pontos Vermelhos são aglomerados globulares, mas isso explicaria muitas observações diversas e surpreendentes”, disse Boylan-Kolchin.
Este estudo está atualmente disponível para visualização como um pré-impressão no repositório de papel arXiv.
