Segredo dos pontos vermelhos do James Webb revela estrelas gigantes

Um estudo publicado em 5 de fevereiro na revista The Astrophysical Journal afirma que os misteriosos “pontos vermelhos” vistos pelo telescópio James Webb são estrelas supermassivas em colapso. A conclusão é de Devesh Nandal e Avi Loeb, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian, e oferece uma nova pista sobre o nascimento dos primeiros buracos negros do Universo.

Do enigma visual à hipótese das estrelas gigantes

Os pontos vermelhos surgem nas imagens de galáxias muito distantes, formadas nos primeiros 2 bilhões de anos após o Big Bang, que ocorreu há cerca de 13,8 bilhões de anos. Desde que o Webb começou a enviar dados científicos, em 2022, esses sinais compactos e intensos se tornam um dos quebra-cabeças mais provocadores da astronomia moderna.

As primeiras interpretações apontam para núcleos galácticos ativos, regiões centrais de grandes galáxias onde buracos negros supermassivos engolem matéria em ritmo acelerado. Essa explicação parece natural: buracos negros gigantes, com milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, costumam brilhar justamente assim, com enorme intensidade em diferentes comprimentos de onda.

As evidências coletadas pelo Webb e por observatórios em raios X, porém, não fecham essa conta. Os objetos se mostram menores do que galáxias típicas da mesma época cósmica e não exibem a emissão clara de raios X esperada de buracos negros em plena atividade de alimentação. A luz desses pontos também carrega a assinatura de um ambiente químico quase virgem.

Os espectros revelam basicamente hidrogênio e hélio, os dois elementos formados logo após o Big Bang, sem linhas fortes de metais, como astrônomos chamam elementos mais pesados. Essa combinação de tamanho compacto, silêncio em raios X e composição primitiva leva Nandal e Loeb a buscar outra saída para o enigma.

Estrelas supermassivas às vésperas de virar buracos negros

No artigo, os pesquisadores defendem que os pontos vermelhos combinam melhor com estrelas supermassivas, objetos tão grandes e luminosos que vivem pouco e desabam rapidamente em buracos negros. Esses astros seriam muito diferentes das estrelas comuns vistas hoje na Via Láctea, como o Sol, com uma massa bastante modesta.

Modelos teóricos desenvolvidos nas últimas décadas indicam que, nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang, nuvens gigantes de gás primordial podem colapsar quase por inteiro em uma única estrela colossal. Ela poderia reunir centenas de milhares, ou até milhões de massas solares, brilhando com uma intensidade descomunal antes de ruir sob o próprio peso.

Nandal e Loeb calculam como estrelas desse tipo deveriam aparecer para um telescópio como o James Webb, sensível à luz infravermelha emitida por objetos muito distantes. Segundo os autores, os resultados reproduzem, com precisão, o brilho, a cor avermelhada e o tamanho observado desses pontos misteriosos. “Os modelos mostram que estrelas supermassivas podem explicar as propriedades medidas pelo Webb”, afirmam no estudo.

Se essa interpretação estiver correta, os astrônomos não estão apenas vendo estrelas exóticas. Eles podem estar flagrando o momento em que essas estrelas supermassivas se preparam para colapsar e se transformar em buracos negros, inaugurando a linhagem de objetos que, bilhões de anos depois, se instalam no centro de galáxias como a própria Via Láctea.

A hipótese ajuda a responder a uma questão que intriga a cosmologia há anos: como buracos negros com bilhões de massas solares já existem menos de 1 bilhão de anos após o Big Bang. Estrelas supermassivas em colapso funcionariam como uma espécie de atalho, formando buracos negros já com grande massa inicial, capazes de crescer rápido.

Impacto para a cosmologia e os próximos passos

Ao ligar os pontos vermelhos a estrelas supermassivas em colapso, o estudo oferece uma rota para entender a origem dos primeiros buracos negros e, por extensão, a evolução das galáxias. Se buracos negros gigantes nascem tão cedo e de forma tão eficiente, eles influenciam como o gás se organiza, como as primeiras gerações de estrelas se formam e como a luz começa a escapar pelo Universo jovem.

A interpretação também coloca o James Webb em um papel central na reconstituição dos primeiros capítulos cósmicos. O telescópio opera a 1,5 milhão de quilômetros da Terra e observa o infravermelho com sensibilidade inédita, o que permite enxergar a luz emitida há mais de 13 bilhões de anos. Essa capacidade transforma pontos aparentemente anônimos em testemunhas diretas do período em que o Universo ainda tem menos de 20% da idade atual.

A comunidade científica, porém, ainda trata a hipótese com cautela. A confirmação depende de medições mais precisas da massa, da temperatura e da estrutura interna desses objetos. Observações em diferentes frequências, inclusive com futuros observatórios de raios X, podem revelar sinais sutis do colapso em andamento.

Missões planejadas para as próximas décadas, como novos telescópios espaciais e radiotelescópios gigantes em solo, devem aprofundar a busca por essas estrelas extremas. Cada novo ponto vermelho analisado pode reforçar ou enfraquecer o cenário das estrelas supermassivas, obrigando ajustes nas teorias de formação de buracos negros e de galáxias.

Enquanto os dados adicionais não chegam, o trabalho de Nandal e Loeb já altera a forma como astrônomos leem o céu profundo. Os pontos vermelhos deixam de ser apenas manchas intrigantes em uma imagem bonita e passam a ser candidatos a retratos das primeiras estrelas do Universo. A pergunta que permanece é quantas dessas gigantes realmente existiram e até que ponto elas moldam o cosmos que, hoje, a humanidade tenta decifrar com a ajuda de telescópios como o James Webb.