A NASA recebe sinal de 10 segundos enviado há 13 mil milhões de anos.

Um breve relâmpago de luz de um passado distante iluminou os telescópios de hoje, sugerindo que as estrelas primitivas eram muito menos rudimentares do que se esperava.

Os astrónomos rastrearam uma explosão de luz de alta energia com 10 segundos de duração até uma época em que o cosmos ainda estava na sua infância - e o resultado está a obrigá-los a repensar quão depressa as primeiras gerações de estrelas se tornaram complexas.

Um sinal de 10 segundos vindo de um cosmos muito jovem

A história começa com uma explosão de raios gama, um clarão curto mas poderoso de radiação produzido quando uma estrela massiva morre. Este evento, designado GRB 250314A, ocorreu há cerca de 13 mil milhões de anos, quando o cosmos tinha apenas cerca de 730 milhões de anos. Quando a sua luz passou pela Terra em março de 2025, tudo nela tinha sido esticado e desacelerado pela expansão cósmica.

Um satélite franco-chinês chamado SVOM detetou pela primeira vez a explosão a 14 de março de 2025. O SVOM foi concebido para reagir rapidamente a eventos deste tipo, reorientando os seus instrumentos em segundos quando surge no céu um novo pico de raios gama. O alerta foi enviado para observatórios em todo o mundo, desencadeando algo que equivale a uma resposta de emergência internacional para os astrofísicos.

O clarão de 10 segundos veio de uma era próxima da primeira vaga de estrelas e galáxias, dando aos investigadores uma visão invulgarmente direta da morte estelar no cosmos primordial.

Em poucas horas, o Observatório Swift da NASA, especializado no seguimento de explosões de raios gama, apontou para a fonte e confirmou que o sinal era surpreendentemente distante. Telescópios terrestres seguiram-se, captando o pós-brilho em luz visível e infravermelha e ajudando a determinar com precisão a que distância ocorreu esta explosão.

O telescópio James Webb vira-se para uma brasa a extinguir-se

Assim que a posição e a distância básicas foram determinadas, os astrónomos recorreram à sua ferramenta mais poderosa para luz ténue e antiga: o Telescópio Espacial James Webb (JWST). A visão infravermelha do Webb está ajustada à luz esticada proveniente do cosmos distante, tornando-o ideal para recuar milhares de milhões de anos no tempo.

A equipa não apontou o Webb imediatamente para a explosão. Como a expansão estica não só o comprimento de onda da luz, mas também a escala temporal dos eventos, aquilo que poderia durar semanas numa galáxia próxima pode desenrolar-se durante meses quando observado a uma distância tão grande. Os astrónomos calcularam que o pico visível da explosão ocorreria por volta do início de julho de 2025.

Agendaram o Webb para observar a região perto desse máximo de brilho previsto. Quando os dados chegaram, mostraram uma assinatura clara de uma supernova: a subida e descida características do brilho e as impressões digitais de elementos pesados no espectro.

“Só o Webb poderia mostrar diretamente que esta luz vinha de uma supernova”, disse Andrew Levan, da Universidade de Radboud, um dos principais cientistas do estudo.

Esta identificação é importante porque as explosões de raios gama podem ter várias causas, incluindo a fusão de duas estrelas de neutrões. Confirmar que a GRB 250314A resultou do colapso de uma única estrela massiva oferece uma rara janela para o ciclo de vida de algumas das estrelas mais antigas.

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Uma supernova antiga surpreendentemente familiar

A verdadeira surpresa surgiu quando os investigadores compararam esta supernova primitiva com supernovas mais recentes. Muitos teóricos esperavam que explosões estelares num cosmos tão jovem parecessem invulgares. As primeiras gerações de estrelas deveriam conter quase nenhum elemento pesado, já que estes se formam no interior das estrelas e só se espalham pelo espaço quando elas morrem. Esperava-se que essa escassez alterasse a forma como as estrelas iniciais viviam e morriam.

Em vez disso, os espectros e a curva de luz deste evento pareceram notavelmente normais. Nial Tanvir, da Universidade de Leicester, resumiu: “Entrámos sem preconceções fortes, e o Webb está agora a mostrar-nos uma supernova que se comporta tal como as modernas.”

A semelhança sugere que processos estelares complexos e a acumulação de elementos pesados poderão ter-se desenvolvido muito mais cedo do que muitos modelos assumiam.

Se as estrelas já estavam a morrer de uma forma familiar apenas 730 milhões de anos após o início, então podem seguir-se várias implicações:

• Formação estelar mais precoce: as estrelas terão de ter-se formado rapidamente nos primeiros centenas de milhões de anos.
• Enriquecimento químico mais rápido: elementos pesados como carbono, oxigénio e ferro poderão ter-se espalhado pelo espaço mais depressa.
• Crescimento mais rápido das galáxias: galáxias jovens poderão ter amadurecido mais cedo, alterando cronologias usadas em muitas simulações.

O que são, afinal, as explosões de raios gama

As explosões de raios gama estão entre os eventos mais energéticos conhecidos. Libertam, em segundos, tanta energia quanto o Sol emitirá ao longo de toda a sua vida. A maioria das explosões de longa duração, com mais de dois segundos, resulta do colapso de estrelas massivas que rodam rapidamente e formam buracos negros.

As explosões curtas, com menos de dois segundos, resultam muitas vezes de colisões entre objetos densos, como estrelas de neutrões. A GRB 250314A enquadrou-se firmemente na categoria das explosões longas, apontando com força para a morte de uma única estrela massiva.

Tipo de explosão	Duração típica	Causa provável
GRB longa	Mais de 2 segundos	Colapso de uma estrela massiva num buraco negro
GRB curta	Menos de 2 segundos	Fusão de estrelas de neutrões ou de um par estrela de neutrões–buraco negro

Por serem tão brilhantes, as explosões de raios gama funcionam como faróis cósmicos. Mesmo quando galáxias ou estrelas comuns da mesma época são demasiado ténues para qualquer telescópio, estas explosões ainda podem ser vistas. Isso torna-as ferramentas poderosas para rastrear como as estruturas iniciais se formaram e evoluíram.

Porque é que uma explosão com 13 mil milhões de anos muda os modelos

Ver uma supernova de aspeto familiar tão longe levanta questões incómodas para os teóricos. Muitas simulações sugeriam que a primeira geração de estrelas - muitas vezes chamada População III - seria massiva, de vida curta e quimicamente simples. Esperava-se que as suas explosões fossem muito diferentes das modernas.

A nova observação sugere que, aos 730 milhões de anos, as estrelas já tinham passado por um ou mais ciclos de nascimento e morte, enriquecendo o meio envolvente com elementos mais pesados. Ou as primeiras estrelas se formaram surpreendentemente cedo, ou o enriquecimento químico pode ocorrer mais depressa do que muitos modelos indicam.

Isto afeta várias áreas de investigação:

• Cronologias para as primeiras galáxias e buracos negros.
• Previsões de quão rapidamente surgem elementos pesados adequados para planetas rochosos.
• Estimativas de quando as “eras negras” cósmicas realmente terminaram.

Uma linha de investigação separada tem questionado recentemente a taxa a que a expansão cósmica acelera, desafiando o quadro padrão que conduziu a um Prémio Nobel em 2011. Embora a GRB 250314A não invalide diretamente esses resultados, aumenta a pressão para os teóricos revisitarem pressupostos sobre o cosmos primordial, desde a energia escura à distribuição de matéria.

Como os astrónomos transformam um breve clarão em dados sólidos

Por trás das manchetes sobre “sinais antigos” existe uma cadeia complexa de instrumentos e decisões. Quando o SVOM detetou os raios gama, software automatizado avaliou se o pico se parecia com uma explosão real ou com uma falha. Só depois de passar várias verificações o sistema enviou alertas através de uma rede global de observadores.

Telescópios robóticos apontaram então para as coordenadas, medindo variações de brilho minuto a minuto. Espectrógrafos espalharam a luz do pós-brilho nas suas cores componentes, revelando linhas de absorção do gás entre a Terra e a explosão. A partir dessas linhas, os astrónomos inferiram o desvio para o vermelho (redshift), uma medida de quanto o cosmos se expandiu desde que a luz deixou a sua fonte.

O papel do Webb veio mais tarde, mas os seus dados têm um peso particular. Com o seu grande espelho e instrumentos arrefecidos, consegue detetar luz infravermelha incrivelmente ténue. No caso da GRB 250314A, o Webb observou tanto o declínio do brilho como as assinaturas espectrais de elementos forjados na estrela. Esta combinação deu aos investigadores confiança de que estavam a ver uma supernova genuína a uma distância extrema.

O que isto significa para a investigação futura - e para nós

Mais eventos como a GRB 250314A deverão surgir nos próximos anos. O SVOM, o Swift e observatórios de próxima geração, como o Observatório Vera C. Rubin, aumentarão o número de explosões conhecidas. O Webb e os seus sucessores poderão então dissecar as mais distantes, construindo um catálogo de supernovas antigas.

Com exemplos suficientes, os astrónomos poderão testar se a GRB 250314A é típica ou um caso estranho. Se muitas supernovas precoces parecerem modernas, as teorias de formação estelar e de enriquecimento químico terão de ser ajustadas de forma significativa. Se esta explosão se revelar invulgar, isso levanta outras questões sobre quão diversas poderão ter sido as estrelas iniciais.

Para não especialistas, este tipo de trabalho oferece uma forma concreta de pensar no tempo profundo. O cálcio dos nossos ossos e o ferro do nosso sangue formaram-se em supernovas como esta. Quando um telescópio regista um clarão de 10 segundos vindo de há 13 mil milhões de anos, está a observar o tipo de evento que, no fim de contas, torna possíveis planetas e pessoas. Nesse sentido, a GRB 250314A não é apenas uma curiosidade distante: faz parte da longa e caótica cadeia de mortes estelares que semeou o cosmos com os materiais da vida.