Um grupo de estudantes de graduação da Universidade de Chicago usou dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para identificar uma das estrelas mais antigas conhecidas no universo. Esta estrela não se originou em nossa galáxia, a Via Láctea. Em vez disso, formou-se numa galáxia companheira próxima e mais tarde entrou na Via Láctea.
A descoberta foi feita por 10 estudantes participantes do Curso de Campo de Astrofísica da universidade, ministrado pelo cientista associado do projeto SDSS-V, Professor Alex Ji, e pelos assistentes de ensino de pós-graduação Hillary Andales e Pierre Thibodeaux.
Como o big data leva a grandes descobertas
O SDSS é um projeto colaborativo global que envolve mais de 75 instituições de pesquisa científica e está em operação há 25 anos. Sua missão é tornar públicos grandes conjuntos de dados astronômicos para que pesquisadores e estudantes possam explorá-los. Na sua fase atual, o programa utiliza 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 Ji, os alunos trabalham diretamente com materiais do SDSS. Ao longo de várias semanas, eles examinaram milhares de estrelas das últimas pesquisas, em busca de candidatos incomuns. Através deste esforço, selecionaram 77 estrelas para um estudo mais detalhado durante viagens de observação planeadas.
A viagem de férias de primavera que mudou tudo
O grupo viajou durante as férias de primavera para o Observatório Las Campanas do Carnegie Institution for Science, no Chile, onde usou o instrumento Magellan Kazuo Inamori Kyocera Escher (MIKE) no Telescópio Magellan. A primeira observação foi feita em 21 de março de 2025. A segunda estrela que examinaram naquela noite (rotulada SDSSJ0715-7334) rapidamente se destacou.
“Descobrimos isso na primeira noite e isso mudou completamente nossos planos de aula”, disse Ji.
O plano original era observar cada alvo por aproximadamente 10 minutos. Depois de perceberem o quão incomum a estrela era, os alunos passaram três horas na noite seguinte estudando-a.
“Fiquei olhando para aquela câmera a noite toda para ter certeza de que estava funcionando”, disse Natalie Orrantia, uma das estudantes envolvidas na descoberta.
Uma estrela ‘antiga imigrante’ de outra galáxia
Acontece que a estrela é extraordinariamente pura, consistindo quase inteiramente de hidrogênio e hélio. Esta composição química sugere que ela se formou muito cedo na história do universo, 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 Via Láctea há milhares de milhões de anos. Ji os descreveu como “antigos imigrantes” devido à sua origem e idade.
“Esta migração antiga dá-nos 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.”
Baixa metalicidade recorde revela origem do universo primitivo
Os astrônomos usam o termo “metal” para descrever elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio. A “metalicidade” de uma estrela refere-se a quantos elementos mais pesados ela contém. SDSSJ0715-7334 tem apenas 0,005% do conteúdo metálico do Sol, o que a torna a estrela mais pobre em metais já observada, mais que o dobro da detentora do recorde anterior.
“Analisámos um grande número de elementos nesta estrela e descobrimos que a abundância de todos eles era bastante baixa,” disse Ha Do, outro estudante da equipa.
A baixa metalicidade é um indicador chave da idade. Elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são produzidos em explosões de supernovas. Uma estrela com muito poucos destes elementos deve ter-se formado antes da ocorrência da maioria das supernovas, o que significa que pode pertencer às primeiras gerações de estrelas do Universo.
Acompanhando a jornada de uma estrela pela galáxia
Para saber mais sobre a história da estrela, a equipa combinou as suas observações com dados da missão Gaia da Agência Espacial Europeia. Isto permitiu-lhes calcular a sua distância e o seu 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 e acabou por ser atraída para a Via Láctea.
Assinaturas químicas raras e pistas inesperadas
Uma análise mais aprofundada revelou outra característica surpreendente. Ji dividiu a turma em pequenos grupos para estudar diferentes aspectos das celebridades. Orlandia e Dou lideraram uma equipe para examinar seu conteúdo de carbono, que foi considerado tão baixo que não pôde ser detectado.
“Esta estrela contém muito pouco carbono, o que sugere que a poeira cósmica inicialmente dispersa foi responsável pela sua formação”, disse Gee. “Este caminho de formação só foi visto uma vez antes.”
Descobertas que moldam as carreiras do futuro
Estar envolvido numa descoberta tão importante tão cedo nas suas carreiras académicas influenciou os planos futuros dos estudantes. Tanto Orrantia quanto Du agora planejam fazer pós-graduação em astronomia.
“É muito emocionante poder realmente contribuir para algo assim”, disse Do.
“Estes estudantes estão a descobrir mais do que apenas as estrelas mais primitivas,” disse Juna Kollmeier, diretora do SDSS-V. “Eles estão descobrindo o seu direito inalienável à física. Pesquisas como o SDSS e o Gaia tornam isso possível para estudantes de todas as idades no planeta, e este exemplo mostra que ainda há muito espaço para descobertas.”
