Com a câmera NIRCam, astrônomos mediram a função de massa inicial (IMF) em Boötes I até 0,15 massa solar e encontraram o mesmo pico observado na Via Láctea, embora a galáxia contenha cerca de 250 vezes menos ferro que o Sol e tenha interrompido a formação estelar há mais de 12 bilhões de anos.

Situada a aproximadamente 212 mil anos‑luz da Terra, na direção da constelação do Boieiro, Boötes I era um borrão tão tênue que só foi distinguido do ruído estatístico em 2006, graças a um levantamento digital do céu.

A galáxia não possui braços espirais, gás nem berçários estelares; o que resta é um punhado de estrelas extremamente antigas, nascidas quando o Universo ainda não completava o primeiro bilhão de anos, e uma quantidade de matéria escura que supera em cerca de cem vezes a massa total das estrelas.

A IMF descreve a distribuição de massas das estrelas nascidas em uma mesma geração. Em 1955, Edwin Salpeter mediu essa “receita” na vizinhança solar e encontrou uma lei de potência com expoente −2,35, indicando que estrelas pequenas são muito mais numerosas que as grandes; para cada estrela com dez vezes a massa do Sol, nascem centenas de astros menores.

Essa curva não é apenas um detalhe de catálogo: nas massas altas, ela determina quantas supernovas explodirão, quantas explosões de raios‑gama ocorrerão e quantos buracos negros acabarão se fundindo; nas massas baixas, controla a estimativa da massa estelar de qualquer galáxia que não pode ser resolvida em estrelas individuais, o que inclui praticamente todas as galáxias distantes observadas pelo Webb nos últimos anos.

Teoricamente, a IMF poderia variar. Em nuvens ricas em elementos pesados, como as da Via Láctea atual, grãos de poeira irradiam energia eficientemente, permitindo fragmentação em pedaços pequenos e favorecendo estrelas de baixa massa. Em ambientes quase puros de hidrogênio e hélio, típicos das primeiras galáxias, o resfriamento depende de moléculas de hidrogênio, muito menos eficazes, e a massa de Jeans prevê fragmentos maiores, reduzindo a produção de estrelas pequenas.

Entretanto, simulações de alta resolução conduzidas por Matthew Bate em várias rodadas entre 2014 e 2019, bem como trabalhos mais recentes de Tanvir e Krumholz em 2024, sugerem que a dependência da IMF em relação à metalicidade é fraca, difícil de detectar e pode ser apagada por efeitos dinâmicos aleatórios dentro dos berçários, como ejeções de protoestrelas e competição por gás.

A única forma de arbitrar entre variação e invariância é observacional: encontrar um local onde as estrelas nasceram a partir de gás muito pobre em metais e contar quantas de cada massa sobreviveram até hoje. Estrelas com menos de oito décimos da massa do Sol consomem hidrogênio tão lentamente que vivem mais que a idade atual do Universo, ou seja, nenhuma delas morreu ainda. Assim, uma população que nasceu há 13 bilhões de anos preserva intacta a proporção original, bastando contar as estrelas e converter seu brilho em massa com modelos de evolução estelar.

Antes do Telescópio Espacial Hubble, esse tipo de contagem só era viável dentro da Via Láctea, pois nenhum outro instrumento alcançava a profundidade necessária em sistemas externos. O Hubble abriu a porta extragaláctica, e o Webb a escancarou. Os primeiros resultados fora da nossa galáxia foram ambíguos: em 2002, Rosemary Wyse e colaboradores mediram a IMF da galáxia anã de Ursa Menor com o Hubble e encontraram uma distribuição indistinguível da dos aglomerados globulares da Via Láctea, apesar da diferença de massa total.

O novo estudo em Boötes I, ao contar mais de dez mil estrelas individuais, descendendo até astros com apenas 15 % da massa solar, demonstra que a IMF nesta galáxia anã antiga coincide perfeitamente com a da Via Láctea, reforçando a ideia de que a “receita” de formação estelar tem permanecido constante ao longo de quase todo o tempo cósmico.

Esse resultado se soma às recentes descobertas do Webb publicadas pelo nosso portal, como a detecção de vestígios vítreos de colisões catastróficas entre mundos do tamanho de Marte e a revelação de “casa de espelhos” cósmica no aglomerado MACS J0454.1‑0300, mostrando que o telescópio continua transformando nossa compreensão do Universo.

Com informacoes de Space Today.