Uma análise recente da poeira interestelar na galáxia anã Sextans A levou os astrónomos a repensar a história da formação da matéria sólida no universo primitivo. O uso do telescópio espacial James Webb permitiu detectar grãos de ferro metálico e carboneto de silício em um ambiente quimicamente primitivo, conforme relatado em detalhes por pesquisadores do Instituto de Ciência Espacial em uma conferência em Phoenix.
Sextans A, localizada a cerca de quatro milhões de anos-luz de distância, contém apenas 3% a 7% do teor metálico do Sol. Essa escassez de elementos pesados torna-a um análogo quase perfeito das primeiras galáxias formadas após o Big Bang, quando o hidrogénio e o hélio predominavam no universo. A fraqueza gravitacional de Sextans A não permite que ela retenha elementos como ferro e oxigénio, então os astrónomos supunham que suas estrelas dificilmente seriam capazes de produzir poeira. O telescópio James Webb descobriu grãos de ferro metálico e carboneto de silício na galáxia, com condições químicas semelhantes às do Universo primitivo.
No entanto, Webb refutou essa hipótese. «Sextans A dá-nos um modelo das primeiras galáxias empoeiradas», explicou Elizabeth Tarantino, investigadora de pós-doutorado do Instituto de Ciência Espacial e autora principal dos resultados de um dos dois estudos apresentados numa conferência de imprensa durante a 247.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Phoenix. Os resultados permitem «interpretar as galáxias mais distantes captadas pelo telescópio Webb e compreender o que se formou no Universo a partir dos seus primeiros componentes». Um dos estudos, publicado no The Astrophysical Journal, analisou com o espectrómetro MIRI meia dúzia de estrelas em fase tardia, conhecidas como estrelas da ramo asimptótico gigante.
«Uma dessas estrelas está no extremo do intervalo AGB em termos de massa, e estrelas como essa tendem a produzir poeira silicatada. No entanto, com uma metalicidade tão baixa, esperamos que essas estrelas estejam praticamente livres de poeira», disse Martha Boyer, astrónoma associada do Instituto de Ciência Espacial e principal autora do estudo. Contrariando todas as expectativas, Webb descobriu uma estrela que «produz partículas de poeira compostas quase inteiramente por ferro», o que é um fenómeno sem precedentes para objetos semelhantes.
As condições químicas em Sextans A lembram uma «cozinha espacial», na qual faltam quase todos os ingredientes necessários. «É como tentar fazer biscoitos numa cozinha sem farinha, açúcar e manteiga», comparou Boyer. No entanto, as estrelas encontraram «uma receita completamente diferente» para produzir poeira, demonstrando que a ausência de silício e magnésio não impediu a formação de carboneto de silício ou ferro puro. Boyer observou uma diferença fundamental em relação à poeira moderna: «A poeira no início do universo poderia ter uma aparência muito diferente dos grãos de silicato que vemos hoje». Segundo a astrónoma, os grãos de ferro «absorvem eficazmente a luz, mas não deixam vestígios espectrais claros e podem contribuir para grandes aglomerados de poeira observados em galáxias distantes descobertas pelo Webb».
Por outro lado, um estudo adicional publicado no arXiv descobriu hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP), moléculas complexas de carbono, em pequenas bolsas de gás denso dentro da galáxia. Este é o primeiro caso de deteção de HAP numa galáxia com tão baixa metalicidade. «O Webb mostra que os PAH podem se formar e sobreviver mesmo nas galáxias mais pobres em metais, mas apenas em pequenas ilhas protegidas por gás denso», disse Tarantino.
Esses aglomerados de moléculas resolvem um antigo enigma sobre a aparente ausência de PAHs em galáxias pobres em metais e abrem as portas para novas pesquisas usando espectroscopia de alta resolução, já aprovadas para o Webb. Essas descobertas mostram que a variedade de processos de formação de poeira no início do universo era muito maior do que se pensava anteriormente. «Cada descoberta em Sextans A lembra-nos que o Universo primitivo era mais inventivo do que pensávamos», concluiu Boyer. Para a astrónoma, é evidente que «as estrelas encontraram uma forma de formar os principais componentes dos planetas muito antes do aparecimento de galáxias semelhantes à nossa».
