Nove berçários de estrelas podem revelar como nasceram os primeiros astros do Universo

Simulações indicam que bolsões de gás primordial poderiam ter formado estrelas gigantes muito depois do previsto.

Uma das maiores pistas sobre o nascimento do Universo pode estar escondida em regiões que demoraram centenas de milhões de anos para acender. Um novo estudo sugere que até nove aglomerados de estrelas da chamada População III, formados apenas por hidrogênio e hélio, poderiam ser encontrados por telescópios atuais quando observados com a ajuda de lentes gravitacionais.

Esses astros seriam os primeiros a iluminar o cosmos depois do Big Bang. Como ainda não foram identificados de maneira definitiva, os pesquisadores tentam descobrir não apenas onde procurar, mas também como eles poderiam ter sobrevivido tempo suficiente para aparecer em épocas mais recentes do Universo primordial.

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O atraso que pode explicar os sinais do James Webb

A possibilidade ganhou força com observações feitas pelo telescópio espacial James Webb. Algumas galáxias próximas do fim da chamada Era da Reionização apresentam características compatíveis com a presença de estrelas sem elementos pesados, mas em um período posterior ao previsto pelos modelos tradicionais.

Segundo o estudo de Tae Bong Jeon, do Cosmic Frontier Center da Universidade do Texas em Austin, estrelas da População III poderiam surgir mais tarde se suas nuvens de gás fossem impedidas de entrar em colapso antes da hora e permanecessem protegidas da contaminação por elementos produzidos em supernovas.

O artigo, disponibilizado como preprint, foi publicado em 11 de setembro de 2026 e analisa esse cenário por meio de simulações de halos de matéria escura, estruturas que funcionaram como os primeiros ambientes de formação de galáxias.

Como a radiação segurou o nascimento das estrelas

No Universo jovem, as nuvens eram compostas quase totalmente por hidrogênio e hélio. Para que a gravidade pudesse comprimir esse material até o ponto de iniciar a fusão nuclear, o gás precisava perder calor. O principal recurso disponível era o hidrogênio molecular, conhecido como H2.

O problema é que a radiação ultravioleta do tipo Lyman-Werner consegue quebrar essas moléculas. Sem o H2, a nuvem deixa de resfriar com facilidade e o colapso é adiado. A região só volta a desabar quando acumula massa suficiente para que o hidrogênio atômico consiga iniciar um processo de resfriamento diferente, chamado resfriamento atômico.

As simulações indicam que a radiação não aquece a nuvem de maneira uniforme. As camadas externas recebem a maior parte da energia e permanecem muito quentes, enquanto uma região interna mais densa atua como uma espécie de escudo. Com o tempo, esse núcleo protegido pode alcançar as condições necessárias para formar uma estrela ou um aglomerado de estrelas gigantes.

O intervalo entre a luz e a poluição cósmica

Existe ainda uma segunda dificuldade. As primeiras supernovas espalharam elementos mais pesados que hidrogênio e hélio, chamados de metais pelos astrônomos. Quando esse material alcança uma nuvem primordial, ela deixa de ser completamente pura e passa a favorecer estrelas da População II, uma geração posterior.

A equipe considera que a radiação Lyman-Werner pode chegar muito antes das partículas lançadas pelas supernovas. Essa diferença de velocidade cria uma janela de oportunidade: a luz impede o colapso precoce, mas os metais ainda não chegaram para alterar a composição do gás.

Segundo a pesquisa, uma nuvem pode permanecer nesse estado por centenas de milhões de anos antes de receber a contaminação química. É essa demora que ajudaria a explicar por que o James Webb encontra indícios compatíveis com estrelas primordiais em uma época mais tardia do que a esperada.

O que os astrônomos esperam observar

As estrelas População III seriam muito diferentes do Sol. Sem elementos pesados para moderar sua formação, elas poderiam atingir massas elevadas, consumir seu combustível rapidamente e terminar a vida em explosões extremamente energéticas. O brilho individual talvez não seja suficiente para ser distinguido a distâncias tão grandes, mas um conjunto de estrelas poderia deixar uma assinatura observável em sua galáxia.

O estudo calcula que levantamentos como o GLIMPSE tenham condições de encontrar até nove desses aglomerados tardios. O número é uma estimativa de modelo, não uma lista de objetos já confirmados. A busca depende de uma combinação rara de fatores: a existência de uma nuvem primordial, uma fonte intensa de radiação ultravioleta e uma posição adequada diante de outra galáxia.

Essa posição é importante por causa da lente gravitacional. A gravidade de uma galáxia mais próxima pode curvar e ampliar a luz de um objeto situado atrás dela, funcionando como uma lente natural. Para que o efeito ajude na observação, porém, os dois objetos e a Terra precisam estar quase perfeitamente alinhados.

Por que a confirmação ainda será difícil

Mesmo que uma galáxia distante pareça conter estrelas sem metais, os astrônomos precisam separar esse sinal de fenômenos produzidos por estrelas comuns da População II. A identificação exige comparar brilho, composição química e distribuição da luz em diferentes comprimentos de onda.

Uma detecção isolada também não resolveria toda a questão. Os pesquisadores precisariam verificar se o objeto realmente se formou em uma nuvem livre de elementos pesados ou se a assinatura observada tem outra explicação. Por isso, o trabalho deve servir como guia para novas observações, e não como confirmação de que as primeiras estrelas já foram encontradas.

Para o público da Amazônia, a pesquisa ajuda a traduzir uma pergunta que atravessa todos os estados da região: como a matéria saiu de um Universo quase sem elementos químicos e chegou ao cenário que permitiu formar planetas, água e vida? O processo estudado ocorreu muito antes da formação da Terra, mas está ligado à origem dos elementos que também compõem os ambientes naturais, as cidades e as pessoas que vivem no Pará, Amazonas, Acre, Amapá, Rondônia, Roraima, Tocantins e Maranhão.

A proposta agora é usar levantamentos com lentes gravitacionais e novas observações do James Webb para testar se esses berçários tardios existem. Caso algum seja identificado nos próximos anos, as simulações deverão ser comparadas com os dados para determinar até que ponto a radiação Lyman-Werner controlou o calendário das primeiras estrelas.

Com informações da Universidade do Texas em Austin.

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