Durante anos, os cientistas procuraram evidências diretas de estrelas de “População III”, a primeira geração de estrelas que iluminaram o Universo apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Formadas a partir do gás primitivo do universo primitivo, estas primeiras estrelas desempenharam um papel crucial na evolução do cosmos e no desenvolvimento das gerações posteriores de estrelas.

Os astrônomos dizem que as primeiras estrelas eram inicialmente livres de metais, compostas principalmente de hidrogênio e hélio. No entanto, eventualmente começaram a produzir metais no seu núcleo, tornando-os uma ponte para as estrelas que se formariam milhares de milhões de anos mais tarde.

Prevê-se que as estrelas da “ População III” também sejam distintas de outras maneiras. Espera-se que sejam muito mais massivas e mais quentes que o Sol da Terra e outras estrelas mais jovens; eles também tinham expectativa de vida mais curta.

No entanto, estas primeiras estrelas ainda não foram detectadas observacionalmente. A chave para encontrá-los, dizem os pesquisadores, é procurar as chamas que eles deixaram para trás.

“A recente detecção dos primeiros buracos negros pelo Telescópio Espacial James Webb sugere que eles também existem na mesma época que as primeiras estrelas”, disse Priyamvada Natarajan, professor e catedrático de Astronomia Joseph S. e Sophia S. Fruton. e professor de física na Faculdade de Artes e Ciências (FAS) de Yale, e coautor de um novo estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters.

“ Percebemos que os fogos de artifício criados pela destruição de uma estrela de População III que se aproxima muito de um buraco negro deveriam ser detectáveis”, disse Natarajan.

No novo estudo, os pesquisadores sugerem que se uma estrela de “População III” encontrar um buraco negro, o “evento de ruptura de maré” (TDE) resultante, no qual o buraco negro dilacera a estrela, criaria uma explosão particularmente brilhante – brilhante. suficiente e com vida longa o suficiente para atravessar bilhões de anos-luz e chegar à Terra hoje. Além do mais, a explosão teria uma “assinatura” identificável que seria discernível pelos astrônomos.

“ À medida que os fotões energéticos viajam de uma distância muito distante, a escala de tempo da erupção será esticada devido à expansão do Universo”, disse a astrônoma Jane Dai, da Universidade de Hong Kong, investigadora principal da equipa de investigação. “Essas explosões de TDE aumentarão e diminuirão durante um longo período de tempo, o que as diferencia das TDEs de estrelas do tipo solar no universo próximo.”

É importante ressaltar que o comprimento de onda da luz das explosões também é ampliado, de acordo com o primeiro autor do estudo, Rudrani Kar Chowdhury, da Universidade de Hong Kong. “A luz óptica e ultravioleta emitida pelo TDE será transferida para comprimentos de onda infravermelhos ao atingir a Terra”, disse ela.

E essa luz infravermelha pode ser detectada, disseram os pesquisadores.

Eles dizem que duas missões emblemáticas da NASA, o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, ambos têm a capacidade de detectar emissões infravermelhas – mesmo a grandes distâncias.

“ A capacidade única de Roman de ser capaz de observar simultaneamente uma grande área do céu e espiar profundamente o universo primitivo torna-o uma sonda promissora para detectar essas explosões de TDE Pop III”, disse Natarajan. “Esta pode ser a única maneira pela qual podemos inferir a presença de estrelas do Pop III.”

Tais descobertas serão possíveis na próxima década, disseram os pesquisadores.