Em 2 de novembro de 2026, a NASA apresentou um estudo de 37 galáxias anãs próximas. Ao reconstruir a história de formação de estrelas e comparar a quantidade esperada de oxigénio com a encontrada atualmente, os pesquisadores concluíram que uma grande parte deste elemento está desaparecida dentro das próprias galáxias. A palavra "desaparecida" requer uma explicação: o oxigénio não desapareceu do Universo. As estrelas criaram-o, e depois processos energéticos provavelmente expulsaram uma fração significativa do gás enriquecido destas pequenas galáxias. O estudo agora coloca uma questão mensurável: para onde esta matéria acabou?
Por que o Oxigênio conta a história das estrelas
Depois do hidrogénio e do Hélio, o oxigénio é um dos elementos mais abundantes no cosmos. É produzido por gerações de estrelas e liberado, entre outras formas, quando estrelas massivas morrem. A sua presença na luz do gás pode ser medida; a sua abundância, portanto, serve como um indicador de enriquecimento químico. Os investigadores não contam os átomos um por um numa imagem do Hubble. Combinam observações de populações estelares, modelos de evolução das estrelas e medições do gás para estimar a quantidade produzida e ainda presente.
Não deve ser confundido com o oxigénio respirável de uma atmosfera planetária. O estudo concentra-se na composição química de grupos de gás e estrelas à escala de galáxias inteiras. Não indica a existência de um planeta habitável, e a abundância de oxigénio numa galáxia não diz nada diretamente sobre a existência de vida. A escolha deste elemento é principalmente metodológica: a sua produção é relativamente bem compreendida e as suas linhas espectrais são úteis para rastrear a matéria.
Como reconstruir um balanço sem olhar para o passado
O projeto GLOW, para Galáxias que Perdem Oxigênio através dos Ventos, selecionou 37 galáxias anãs que estão suficientemente próximas para que o Hubble possa distinguir algumas das suas estrelas individuais. A cor e o brilho destas estrelas ajudam a reconstruir os períodos durante os quais o galáxio formou muitas ou poucas estrelas. Com suposições sobre as massas estelares e a produção de elementos, a equipa estima a quantidade de oxigénio que estas gerações devem ter produzido. Comparam esta estimativa com as quantidades detectadas nas estrelas, no gás e na poeira.
Este cálculo é uma balança com incertezas. As estrelas mais fracas não são todas observadas da mesma forma, os modelos de produção química têm margens de erro e o gás que rodeia a galáxia é difícil de inventariar. É por isso que os pesquisadores estão a estudar um conjunto de galáxias em vez de um único objeto notável. Se uma tendência emerge em 37 sistemas diferentes de massa e ambiente, torna-se mais difícil de explicar como resultado de um erro inerente a uma única imagem. Os dados do arquivo do Hubble foram complementados por observações de outros observatórios, incluindo o Spitzer e redes de rádio baseadas na Terra.
Os ventos galácticos como a principal pista
Uma galáxia anã tem menos gravidade do que uma galáxia grande. As explosões de supernovas e a atividade de estrelas massivas podem mover o gás e empurrá-lo para fora da região onde se encontram as estrelas. Este vento galáctico também transporta os elementos produzidos pelas estrelas. O estudo sugere que esta perda de oxigénio é mais eficiente nos sistemas observados do que o que preveem alguns modelos atuais. Isto não significa que todas as galáxias anãs estejam desprovidas de todos os seus elementos pesados; indica apenas que o inventário atual é inferior à produção esperada.
Para onde se dirige o gás expulso? Pode permanecer num halo difuso em torno da galáxia, o meio circugaláctico, ou ser transportado mais longe para o espaço entre as galáxias. A NASA sublinha que esta distribuição ainda não está clara para a maioria do oxigénio desaparecido. O próximo passo do trabalho será procurar sinais deste gás tenro e comparar galáxias ainda menos massivas. Uma nova observação que localize algum do oxigénio modificaria o equilíbrio sem anular o resultado inicial: clarificaria o caminho da matéria.
O que a fotografia de NGC 4449 mostra
A imagem do Hubble utilizada aqui mostra a NGC 4449, uma das galáxias da amostra. As suas regiões brilhantes e as estrelas azuis indicam uma formação estelar ativa. A imagem não é um mapa do oxigênio ausente. O défice resulta de uma comparação entre vários tipos de medições e modelos de produção. É essencial mencionar isto na legenda, porque uma imagem muito bonita pode dar a impressão de que toda a conclusão científica é visível diretamente. Uma fotografia documenta um objeto; uma análise explica o que pode ser deduzido a partir dele.
A equipa pretende continuar a investigação com o telescópio espacial romano, cuja ampla cobertura do céu permitirá a deteção de sistemas de anãs mais fracos. O Hubble e o Webb serão então capazes de estudar alguns destes objetos em detalhe. A investigação está, portanto, a progredir através de uma divisão do trabalho entre os instrumentos: identificar, selecionar, observar em profundidade e comparar os resultados com os modelos. A declaração de novembro refere-se ao estudo atual de 37 galáxias, e não à descoberta já feita pelo romano da origem do oxigénio.
Uma boa pergunta para ensinar o método científico
O problema pode ser enquadrado como uma atividade de balanço: a produção estimada menos o material recuperado é igual à quantidade a localizar, com incerteza em cada termo. Este é um excelente ponto de partida para os alunos africanos em astronomia, estatística ou ciência de dados. Eles podem explorar uma imagem pública do NGC 4449, depois ler o artigo científico para identificar quais medidas não estão presentes naquela imagem. O objetivo é aprender a distinguir observação, modelo e interpretação, em vez de simplesmente repetir que "o Hubble viu o oxigênio desaparecer".
O resultado também mostra que as galáxias pequenas não são simplesmente versões reduzidas da Via Láctea. A baixa gravidade pode transformar a evolução química delas. Compreender este processo ajuda a explicar como as galáxias enriquecem o gás que as rodeia e como gerações de estrelas se formam a partir da matéria que já foi modificada por gerações anteriores.
O problema da matéria invisível no balanço
Dizer que existe uma "falta" de oxigénio não significa que o instrumento tenha visto os átomos desaparecerem. Os pesquisadores comparam uma produção estimada com a quantidade que podem encontrar nos componentes observáveis de cada galáxia. Pode haver gás baixo, disperso ou difícil de medir ao seu redor. A poeira também pode complicar a interpretação de certas observações. Cada hipótese altera o equilíbrio, e cada medição tem uma margem de erro. É por isso que o estudo de 37 galáxias fornece uma tendência a ser examinada, em vez de um inventário perfeito de todos os átomos produzidos desde o seu nascimento.
Os ventos galácticos fornecem um mecanismo plausível. Quando estrelas massivas injetam energia no seu entorno, o gás enriquecido pode escapar das regiões onde nascem as estrelas. Em uma galáxia pequena, a gravidade mais fraca facilita este movimento. Mas uma única imagem não mede nem a massa total levada, nem o seu destino final. É necessário combinar a espectroscopia, os modelos de formação estelar e as observações do gás para testar esta explicação. O trabalho científico consiste precisamente em verificar se as perdas calculadas podem explicar a discrepância química e em identificar os parâmetros que ainda não estão bem definidos.
Por que esta pergunta ultrapassa as galáxias vizinhas?
As primeiras galáxias do Universo eram muitas vezes pequenas. Compreender como os sistemas de baixa massa retenham ou expulsam os elementos produzidos pelas suas estrelas ajuda a reconstruir o enriquecimento químico do cosmos. No entanto, não se pode aplicar sem cautela uma medida feita em galáxias próximas a todas as épocas: os ambientes, as massas e a intensidade da formação de estrelas diferem. O resultado do Hubble fornece um pedaço do quebra-cabeças e um método de comparação. Trabalhos futuros podem compará-lo a outras amostras e a diferentes comprimentos de onda, explicando as incertezas em vez de anunciar uma misteriosa perda de oxigénio.