Observar estrelas no universo distante (regiões além de 5 bilhões de anos-luz) é uma tarefa praticamente impossível para muitos astrônomos. Primeiramente, porque a luminosidade aparente dos astros diminui absurdamente com a distância. E também porque a expansão do universo produz um fenômeno chamado redshift, que estica o comprimento da onda de luz, deslocando-a para fora do espectro visível.
No entanto, "graças a um peculiaridade cósmica da natureza", uma equipe internacional de pesquisa, liderada por astrônomos do Observatório Steward da Universidade do Arizona, nos EUA, conseguiu a façanha de observar mais de 40 estrelas em redshift de 0,725, um desvio para o vermelho que indica que os objetos estão a cerca de 6,5 bilhões de anos-luz da Terra.
Publicada na Nature Astronomy, a descoberta constitui um recorde absoluto do maior número de estrelas individuais detectadas no universo distante. A galáxia, chamada Arco do Dragão, é também uma oportunidade para investigar um dos maiores mistérios do universo: a chamada matéria escura.
Estudando o Arco do Dragão com lentes gravitacionais
A descoberta das estrelas brilhantes do Arco do Dragão aconteceu meio que por um golpe de sorte. Enquanto inspecionava imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST), o então pós-doutorando Fengwu Sun, da Universidade do Arizona, "tropeçou em um tesouro de tais estrelas", diz um comunicado de imprensa.
A surpresa se justifica, pois a galáxia Arco do Dragão, além de muito distante da Terra, fica atrás de um enorme aglomerado de galáxias chamado Abell 370. Felizmente, a gravidade desse aglomerado curva o espaço-tempo ao seu redor, formando uma lente natural que amplifica e distorce a luz das galáxias situadas atrás dele.
Embora o efeito das lentes gravitacionais tenha sido previsto por Albert Einstein em 1915, como parte de sua Teoria da Relatividade Geral, só recentemente os avanços na astronomia permitiram que a teoria pudesse ser observada na prática. O fenômeno esticou e distorceu as imagens da galáxia observada como aqueles espelhos de parque de diversões, que deformam imagens.
Como as lentes gravitacionais ampliam as imagens?
Liderado por Yoshinobu Fudamoto, da Universidade de Chiba, no Japão, o atual estudo conseguiu identificar 44 estrelas individuais no Arco do Dragão. Isso representa um avanço importante no estudo de galáxias distantes. É como evoluir de uma visão totalmente desfocada para enxergar os detalhes de cada estrela dentro das galáxias.
Segundo Fudamoto, “Para nós, galáxias muito distantes geralmente parecem uma mancha difusa e indistinta. Mas, na verdade, essas manchas consistem em muitas, muitas estrelas individuais. Simplesmente não conseguimos resolvê-las com nossos telescópios”, afirmou em um release.
As fotos do Arco do Dragão foram tiradas pelo JWST em dezembro de 2022 e 2023. Dentro dessas imagens, os astrônomos tiveram que rastrear as 44 estrelas, pois seu brilho mudou ao longo do tempo devido a variações na paisagem das lentes gravitacionais. É possível fazer tais observações, "desde que a natureza esteja lá para dar uma mãozinha", afirma o coautor Fengwu Sun do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.
A cor das estrelas do Arco do Dragão
A equipe fez cuidadosas análises de cada uma das estrelas descobertas no Arco do Dragão, pois suas cores fornecem informações sobre suas temperaturas e tipos. As apurações mostraram que muitas delas são supergigantes vermelhas, ou seja, estrelas massivas e frias nos estágios finais de sua vida, como a conhecida Betelgeuse, da constelação de Órion.
Isso se opõe a estudos anteriores de galáxias distantes, que geralmente identificavam supergigantes azuis, estrelas muito quentes e jovens, como Rigel (também em Órion) e Deneb (na constelação de Cygnus). Essas estrelas estão entre as mais brilhantes no céu noturno. Conforme os pesquisadores, a diferença destaca o potencial do JWST para estudar objetos estelares em temperaturas mais baixas, com detalhes antes inalcançáveis.
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A expectativa dos autores é que futuras observações do JWST possam capturar mais objetos estelares ampliados na galáxia Arco do Dragão. Isso permitiria, em tese, estudar centenas de estrelas em galáxias muito distantes. O objetivo é não só entender melhor a composição, evolução e características desses objetos, mas também obter dados da estrutura das lentes gravitacionais e insights sobre a natureza da matéria escura.
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