Uma equipe de estudantes da Universidade de Chicago identificou uma das estrelas mais antigas conhecidas no universo usando dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). A estrela não se originou em nossa galáxia. Em vez disso, formou-se numa galáxia satélite próxima e mais tarde mudou-se para a Via Láctea.
A descoberta foi feita por dez alunos matriculados no “Curso de Campo de Astrofísica” da universidade, ministrado pelo Professor Alex Gee, Cientista Associado do Projeto SDSS-V, juntamente com os professores Hilary Andales e Pierre Thibodeau.
Como o big data levou a uma grande descoberta
O SDSS é uma colaboração global que envolve mais de 75 instituições científicas e está em funcionamento há 25 anos. Sua missão é disponibilizar publicamente vastos conjuntos de dados astronômicos para que pesquisadores e estudantes possam explorá-los. O projeto está atualmente a utilizar instrumentos robóticos para recolher espectros de milhões de objetos no céu, ajudando os cientistas a estudar como as estrelas, buracos negros e galáxias evoluem ao longo do tempo.
Na aula de Gee, os alunos trabalharam diretamente com dados do SDSS. Durante semanas, eles estudaram milhares de estrelas dos últimos resultados da pesquisa, em busca de candidatos incomuns. A partir deste trabalho, selecionaram 77 estrelas para um estudo mais detalhado durante uma viagem de observação planeada.
A viagem de férias de primavera que mudou tudo
Durante as férias de primavera, a equipe viajou para o Observatório Las Campanas da Carnegie Science, no Chile, onde usou o instrumento Magellan Inamori Kyocera Echelle (MIKE) nos telescópios Magellan. A primeira sessão de observação ocorreu em 21 de março de 2025. A segunda estrela que examinaram naquela noite, designada SDSSJ0715-7334, separou-se rapidamente.
“Nós o encontramos na primeira noite e isso mudou completamente nossos planos para o curso”, disse Gee.
O plano inicial era observar cada alvo por cerca de 10 minutos. Percebendo o quão incomum esta estrela é, os estudantes passaram três horas nela na noite seguinte.
“Fiquei olhando para a câmera a noite toda para ter certeza de que estava funcionando”, disse Natalie Arantia, uma das estudantes que participou da inauguração.
Uma estrela do “Antigo Imigrante” de outra galáxia
A estrela revelou-se extraordinariamente pura, consistindo quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Esta composição química indica que se formou muito cedo na história cósmica, tornando-a uma das estrelas mais antigas já observadas.
Análises posteriores mostraram que a estrela não nasceu na Via Láctea. Em vez disso, formou-se na Grande Nuvem de Magalhães, a maior galáxia companheira da Via Láctea, e mais tarde migrou para a nossa galáxia há milhares de milhões de anos. Por causa de sua formação e idade, Gee o descreveu como um “antigo imigrante”.
“Este antigo imigrante nos dá uma visão sem precedentes das condições do universo primitivo”, disse Gee. “Projetos de big data como o SDSS permitem que os alunos participem diretamente dessas importantes descobertas.”
Metalicidade recorde revela a origem inicial do universo
Os astrônomos usam o termo “metais” para descrever elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio. A “metalicidade” de uma estrela indica quanto desses elementos mais pesados ela contém. SDSSJ0715-7334 tem apenas 0,005 por cento dos metais encontrados no Sol, tornando-a a estrela mais pobre em metais já observada, com mais da metade do conteúdo metálico do detentor do recorde anterior.
“Analisamos muitos elementos da estrela e a quantidade é bastante baixa”, disse Ha Do, outro aluno da equipe.
A baixa metalicidade é o principal indicador de idade. Elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são criados em explosões de supernovas. Uma estrela com muito poucos destes elementos teria-se formado antes da maioria das supernovas, o que significa que é provavelmente uma das primeiras gerações de estrelas no Universo.
Traçando a jornada de uma estrela pelas galáxias
Para compreender melhor a história da estrela, a equipa combinou as suas observações com dados da missão Gaia da Agência Espacial Europeia. Isto permitiu-lhes calcular a distância e o movimento através da Via Láctea.
Ao traçar o seu percurso ao longo de milhares de milhões de anos, determinaram que a estrela teve origem na Grande Nuvem de Magalhães antes de eventualmente entrar na Via Láctea.
Um sinal químico raro e pistas inesperadas
Uma análise mais aprofundada revelou outra característica surpreendente. Gee dividiu a turma em grupos para estudar diferentes aspectos da estrela. Arrantia e Doe lideraram a equipe que estudou o teor de carbono, que se revelou tão baixo que não pôde ser detectado.
“A estrela tem tão pouco carbono que pode-se presumir que a causa do seu aparecimento é a dispersão precoce da poeira cósmica”, disse Gee. “Este caminho de formação só foi visto uma vez antes.”
Uma descoberta que molda uma carreira futura
Participar de uma descoberta tão significativa no início de suas carreiras acadêmicas teve impacto nos planos futuros dos alunos. Tanto Orrantia quanto Do pretendem agora fazer pós-graduação em astronomia.
“Poder contribuir para algo como isto é muito emocionante”, disse Do.
“Esses estudantes descobriram mais do que apenas a estrela mais pura.” disse Juna Kohlmeier, diretora do SDSS-V. “Eles descobriram o seu direito inato na física. Explorações como o SDSS e o Gaia estão a tornar isto possível para estudantes de todas as idades em todos os lugares da Terra, e este exemplo mostra que há muito mais oportunidades de descoberta.”
