Uma análise aprofundada da luz de uma galáxia que existia no início do Universo revelou o nível mais alto de metais para aquela época. Os cientistas ainda não conseguem indicar inequivocamente a origem dos elementos pesados que observam. Com uma alta probabilidade, estas podem revelar-se estrelas “primárias” indescritíveis, o que torna a descoberta uma das mais importantes da astrofísica.
A ciência acredita que quase todos os metais nasceram e só podem nascer nas estrelas. As explosões de supernovas os espalham cada vez mais. Todos nós e a Terra, bem como tudo o que nela vive e não vive, já fomos átomos nascidos nas estrelas. Esclareçamos que a astrofísica considera tudo mais pesado que o hidrogênio e o hélio como metais.
O Big Bang produziu principalmente hidrogênio. Havia substancialmente menos hélio, ainda menos lítio e talvez uma quantidade cada vez menor de berílio. Assim, a metalicidade do Universo aumentou de forma gradual e bastante previsível, o que permitiu imaginar a evolução das estrelas, das galáxias e de tudo o mais. Mas as observações do Universo primordial, que foram possíveis graças ao telescópio James Webb, estão a começar a lançar dúvidas sobre a nossa compreensão dos processos que nele ocorrem.
A descoberta de uma quantidade bastante impressionante de carbono numa galáxia jovem (ou relativamente antiga), cerca de 350 milhões de anos após o Big Bang, foi uma dessas descobertas. Muitos metais foram descobertos em uma galáxia com desvio para o vermelho de z12,5, e o carbono, lembremos, é um metal para astrofísicos. James Webb conduziu a espectroscopia do objeto durante 65 horas, o que foi um caso sem precedentes. Para tal instrumento, gastar tanto tempo analisando o espectro de uma galáxia é um luxo que poucas pessoas podem pagar.
A análise do espectro e da amplitude do carbono presente na luz da galáxia sugeriu que o carbono estava presente nas estrelas e não no gás interestelar ou intergaláctico. Não é possível ver as próprias estrelas a tal distância. Se tivermos sorte, essas estrelas poderão ser distinguidas no caso de lentes gravitacionais. Entretanto, graças a Webb, podemos concluir que na antiga galáxia as estrelas não eram de todo imaculadas. Esperava-se que nessas galáxias se encontrassem estrelas de População III, que não deveriam conter metais. Esta é a primeira geração de estrelas após o Big Bang que é conhecida apenas hipoteticamente.
De acordo com as descobertas dos cientistas, a fonte de carbono na antiga galáxia são provavelmente estrelas de População III. Outra fonte de carbono na galáxia observada poderia ser um buraco negro supermassivo. A absorção de matéria por um buraco pode ser acompanhada pela formação de metais. Mas esta probabilidade parece menor. Finalmente, outros metais além das supernovas podem ser sintetizados e ejetados para o espaço por estrelas AGB (ramo gigante assintótico). Contudo, para que isso acontecesse, as estrelas AGB teriam que evoluir significativamente mais tempo do que no caso observado.
Em geral, “James Webb” deu aos cientistas outro enigma ou resposta, que deveria levar a uma melhor compreensão da evolução das estrelas, das galáxias e do Universo.