Programa TEMPOS reúne espectros ultravioleta de 29 estrelas do tipo O em seis galáxias anãs vizinhas e encontra indícios de que, abaixo de 10% da metalicidade do Sol, os ventos estelares enfraquecem bem mais do que a tendência das Nuvens de Magalhães faria esperar

No papel, as duas estrelas são quase gêmeas. Ambas são gigantes azuladas do tipo O7.5, o que indica temperaturas e estágios de vida parecidos, e ambas brilham em galáxias anãs vizinhas da Via Láctea. A primeira, BUG B2, vive em IC 1613, a cerca de 2,5 milhões de anos-luz, e lança gás ao espaço a velocidades que, pela marca deixada em seu espectro, beiram 1.900 quilômetros por segundo, o bastante para cruzar o diâmetro da Terra em menos de sete segundos. A segunda, LGN s014, fica em Sextans A, a 4,7 milhões de anos-luz, e seu vento, medido pelo Telescópio Espacial Hubble com a mesma régua, corre mais de 600 quilômetros por segundo abaixo disso.

O que mais separa as duas é a química do gás em que nasceram. IC 1613 guarda cerca de 14% do oxigênio e 21% do ferro encontrados no Sol; em Sextans A, esses números caem para 8% e 9%. Parece pouca coisa, mas é nessa faixa de pobreza química que se escondem perguntas centrais da astrofísica atual, porque muitas das galáxias que iluminaram o Universo em sua infância eram tão carentes de elementos pesados quanto essas. O contraste entre BUG B2 e LGN s014 é um dos retratos mais nítidos de um levantamento recém-publicado e mostra como a composição de uma galáxia pode moldar o comportamento de suas estrelas mais poderosas.

O levantamento se chama TEMPOS, sigla de Treasury of Extremely Metal-Poor O Stars, algo como Tesouro de Estrelas O Extremamente Pobres em Metais. É um programa da categoria Treasury do Hubble, reservada a campanhas de grande porte cujos dados nascem destinados a toda a comunidade científica. Liderado pela astrônoma O. Grace Telford, da Universidade de Utah, com outros doze pesquisadores de instituições dos Estados Unidos e da Alemanha, o projeto montou um atlas homogêneo de espectros no ultravioleta distante de 29 estrelas do tipo O, a classe mais quente e massiva da classificação estelar, espalhadas por seis galáxias anãs. O artigo saiu em setembro de 2026 na revista The Astrophysical Journal Supplement Series, em acesso aberto, com a primeira liberação pública dos dados.

O resultado central cabe numa frase, embora suas consequências não caibam. A velocidade final dos ventos dessas estrelas acompanha a riqueza química das galáxias que as abrigam em toda a faixa entre cerca de 5% e 50% da metalicidade solar, e abaixo de aproximadamente 10% o enfraquecimento parece se acentuar, mais íngreme do que a tendência medida nas Nuvens de Magalhães levaria a prever. Os autores tratam esse segundo achado como evidência preliminar, à espera de modelos detalhados de atmosfera estelar. Ainda assim, ele toca num ponto sensível da cosmologia observacional, porque é a partir de estrelas assim que se tenta calcular quanta luz ionizante as galáxias primitivas despejaram no espaço durante o primeiro bilhão de anos do cosmos.

Estrelas massivas nascem com muito menos frequência que as de pequena massa e vivem pouco: enquanto o Sol deve permanecer estável por cerca de 10 bilhões de anos, uma estrela do tipo O esgota o combustível em poucos milhões. Mesmo raras, são elas que dominam o brilho das galáxias que formam estrelas e que mais transformam o ambiente ao redor. Em vida, sopram ventos que injetam energia no gás vizinho; na morte, explodem como supernovas. Esse conjunto de empurrões, chamado de feedback, termo inglês para retroalimentação, funciona como um termostato que aquece e expulsa gás e, assim, regula o ritmo em que novas estrelas conseguem nascer.

Nas galáxias anãs, esse termostato pesa ainda mais. Com pouca massa, elas têm poços gravitacionais rasos, e o gás aquecido escapa com facilidade, como bolinhas de gude num prato quase plano, que qualquer sacudida derruba. As anãs também tendem a ser as galáxias mais pobres em metais, porque a quantidade de elementos pesados de uma galáxia acompanha de perto sua massa em estrelas, relação medida em dezenas de milhares de sistemas. Pequenas, vulneráveis ao feedback e quimicamente pouco evoluídas, elas se parecem em vários aspectos com as galáxias que o Telescópio Espacial James Webb vem flagrando nas profundezas do tempo, e por isso a física de suas estrelas interessa tanto.

Na astronomia, metal é tudo o que não é hidrogênio nem hélio. O Big Bang produziu quase só esses dois elementos, com traços de lítio; carbono, oxigênio, ferro e o restante da tabela periódica foram forjados depois, no interior das estrelas, em suas explosões e em colisões de estrelas mortas. Cada geração estelar devolve ao espaço um gás um pouco mais enriquecido, e por isso a metalicidade funciona como um relógio químico. No Sol, há aproximadamente um átomo de oxigênio para cada 1.700 de hidrogênio. Em Leo P, a mais primitiva das galáxias do estudo, com cerca de 3% do oxigênio solar, a proporção cai para algo como um átomo de oxigênio para cada 58 mil de hidrogênio.

As estrelas do tipo O ocupam o topo dessa engrenagem. Astros com mais de cerca de 20 vezes a massa do Sol passam a fase principal da vida nessa categoria, com superfícies entre 30 mil e 50 mil kelvins, aproximadamente. Tão quentes, emitem o grosso de sua energia no ultravioleta extremo, incluindo luz com comprimento de onda abaixo de 91,2 nanômetros, energética o bastante para arrancar o elétron de um átomo de hidrogênio. São as principais fábricas de radiação ionizante de uma galáxia. Parte desses fótons escapa para o espaço intergaláctico quando o próprio feedback abre canais no gás denso do meio interestelar, como janelas rasgadas numa cortina de fumaça.

Esse vazamento, somado em incontáveis galáxias, mudou a face do cosmos. Cerca de 380 mil anos depois do Big Bang, o Universo esfriou o bastante para que prótons e elétrons formassem hidrogênio neutro, e assim ficou até que a luz das primeiras gerações de estrelas voltasse a ionizá-lo. Esse processo, a reionização, foi a última grande mudança de estado do Universo e terminou por volta do primeiro bilhão de anos. Observações do James Webb indicam que galáxias de pouca massa e muito pobres em metais tiveram papel de destaque na transição, e um estudo publicado na revista Nature em 2024, liderado por Hakim Atek, concluiu que a maior parte dos fótons responsáveis teria vindo de galáxias anãs.

O problema é que ninguém consegue medir essa contribuição diretamente. Naquela época, o gás neutro entre as galáxias absorvia a radiação ionizante antes que ela pudesse chegar até nós, e a quantidade de luz que escapava das galáxias primitivas precisa ser deduzida. A dedução passa por modelos de síntese de populações estelares, que somam a luz de milhões de estrelas teóricas para interpretar o brilho de uma galáxia inteira. Esses modelos dependem de ingredientes estelares calibrados sobretudo com estrelas da Via Láctea, de composição parecida com a do Sol. Usá-los em galáxias quase sem metais é como calibrar um termômetro com água da torneira e depois levá-lo a um forno: talvez funcione, mas só o teste dirá.

Entre esses ingredientes, nenhum é tão escorregadio quanto o vento. Estrelas do tipo O perdem massa continuamente porque sua própria luz empurra a atmosfera para fora. Cada fóton absorvido por um íon numa linha espectral transfere a ele um pouco de momento, um pequeno tranco para longe da estrela. Átomos de carbono, nitrogênio, oxigênio e ferro, com suas milhares de linhas de absorção, funcionam como velas de um barco que capturam a luz, e menos metais significa menos velas içadas e, em princípio, ventos mais fracos. A teoria clássica do fenômeno, formulada em 1975 por John Castor, David Abbott e Richard Klein, descreve o vento por dois números: a taxa de perda de massa e a velocidade terminal, aquela que o gás atinge longe da estrela.

Os dois números importam muito além da própria estrela. A massa perdida define como ela evolui, quanto vive, com que rapidez gira, que elementos fabrica e quanta luz ionizante emite. Diferentes abordagens teóricas, porém, preveem taxas de perda de massa muito distintas, e as receitas derivadas delas, como as de Jorick Vink e colegas em 2001, de Robin Björklund e colegas em 2021 ou de Jiří Krtička e colegas em 2025, discordam sobre como o vento depende da luminosidade e da metalicidade. As divergências crescem quando essas receitas são extrapoladas para ambientes pobres em metais, como mapas que concordam no centro da cidade e se contradizem na periferia, onde ninguém mediu as ruas.

A saída é medir. Os ventos deixam assinaturas inconfundíveis no ultravioleta distante, faixa bloqueada pela atmosfera terrestre, o que exige telescópios espaciais. Durante décadas, as maiores amostras vieram da Via Láctea, de composição solar, e as Nuvens de Magalhães, com cerca de metade e um quinto da metalicidade do Sol, ofereceram o passo seguinte, ainda que observações ali custassem caro. O cenário mudou com o ULLYSES, sigla de UV Legacy Library of Young Stars as Essential Standards, ou Biblioteca de Legado Ultravioleta de Estrelas Jovens como Padrões Essenciais. O programa investiu 500 órbitas do Hubble em estrelas massivas, sobretudo nas Nuvens, e reuniu espectros de mais de 230 delas, com vários exemplos de cada combinação de tipo e luminosidade.

A mesma iniciativa expôs o tamanho do desafio além das Nuvens: os 10% de suas órbitas de estrelas massivas reservados a anãs mais distantes e mais pobres que a Pequena Nuvem renderam espectros de baixa resolução de apenas seis estrelas. Outros programas do Hubble observaram estrelas O nesse regime, inclusive na Ponte de Magalhães, a faixa de gás entre as duas Nuvens, mas ali elas cobrem só os tipos mais frios e têm abundâncias heterogêneas. Até agora, taxas de perda de massa obtidas por modelagem detalhada do ultravioleta existiam para apenas 11 estrelas O em anãs muito pobres em metais, com espectros de resoluções e coberturas diferentes, como fotos tiradas com câmeras e lentes distintas.

O TEMPOS nasceu para resolver os dois problemas: completar a amostra onde havia buracos e observar todas as estrelas da mesma forma, produzindo dados capazes de ancorar os modelos de perda de massa, evolução e luz ionizante. Aprovado no Ciclo 31 do Hubble como programa GO-17491, teve o desenho definido em maio de 2023, com base na sexta liberação de dados do ULLYSES. As galáxias precisavam abrigar estrelas O já confirmadas por espectroscopia óptica feita em solo, estar a menos de cerca de 1,6 megaparsec, ou 5,2 milhões de anos-luz, além dos quais estrelas individuais ficam fracas demais, ter oxigênio e ferro abaixo de cerca de 20% dos valores solares e pouca poeira da Via Láctea na frente.

Seis galáxias anãs ricas em gás e com formação estelar ativa passaram no filtro. Leo A, a cerca de 2,4 milhões de anos-luz, e IC 1613, a 2,5 milhões, são as mais próximas; WLM está a 3,2 milhões, NGC 3109 a 4,4 milhões, Sextans A a 4,7 milhões e Leo P, a mais distante, a 5,3 milhões. O intervalo equivale a algo entre 12 e 26 vezes a distância da Pequena Nuvem de Magalhães. Somadas às diferenças de luminosidade própria, essas distâncias fazem o brilho aparente das 29 estrelas variar mais de três magnitudes, e a mais apagada, em Leo P, é cerca de 1,6 milhão de vezes mais fraca que as estrelas no limite da visão a olho nu. Sextans A abriga 12 delas, e IC 1613, outras 8.

As diferenças de porte e de química são igualmente grandes. IC 1613 reúne cerca de 100 milhões de massas solares em estrelas, enquanto Leo P soma 290 mil, menos que os maiores aglomerados globulares da Via Láctea. Descoberta em 2013 pelo hidrogênio detectado no radiotelescópio de Arecibo, Leo P ganhou a letra do nome em referência a pristine, primitiva em inglês, e, com cerca de 3% do oxigênio solar, é a mais pobre do conjunto. Leo A tem cerca de 4%; Sextans A, 8% de oxigênio e 9% de ferro; WLM, 12% e 13%; NGC 3109, 10% e 21%; IC 1613, 14% e 21%. A variação, de pelo menos quatro vezes, permite testar a física estelar em função da química.

Seis painéis em tons de cinza com as galáxias Leo P, Leo A, Sextans A, WLM, NGC 3109 e IC 1613 e círculos coloridos marcando as estrelas do TEMPOS
Figura 1As seis galáxias anãs pobres em metais que abrigam as estrelas do TEMPOS: Leo P, Leo A, Sextans A, WLM, NGC 3109 e IC 1613. Os círculos marcam as 29 estrelas do tipo O, com a cor indicando o brilho aparente na banda V, do roxo (mais fracas) ao amarelo (mais brilhantes). As imagens de fundo são do levantamento Pan-STARRS1, exceto a de Leo P, obtida pela câmera ACS do Hubble; o tamanho de cada campo aparece no canto.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0
Tabela com as propriedades das seis galáxias anãs
Tabela 1Propriedades das seis galáxias anãs do TEMPOS: abundâncias de oxigênio e ferro como fração do valor solar, massa em estrelas, distância em megaparsecs, velocidade sistêmica, velocidade máxima de rotação e avermelhamento pela poeira da Via Láctea.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Para organizar a análise, os autores dividiram as galáxias em dois grupos. Leo P, Leo A e Sextans A formam o conjunto extremamente pobre em metais, abaixo de cerca de 10% da metalicidade solar, limite que segue uma definição proposta em 2000 por Daniel Kunth e Göran Östlin. WLM, NGC 3109 e IC 1613 compõem o grupo pobre em metais, entre 10% e 20%. A divisão esconde sutilezas. Nas supergigantes de IC 1613 e NGC 3109, a razão entre oxigênio e ferro é menor que a do Sol, e espectros ultravioleta de estrelas O em IC 1613 confirmam essa assinatura. Em WLM, as estrelas O sugerem mais ferro do que as supergigantes indicavam, e ainda não se sabe qual metal pesa mais nos ventos.

A amostra combina arquivo e observações inéditas. A equipe encontrou 17 estrelas O que já tinham espectros adequados no arquivo do Hubble, descartando estrelas do tipo B, as da Ponte de Magalhães e uma estrela de hélio em Leo A provavelmente moldada por transferência de massa num sistema binário. Oito estrelas observadas antes numa única configuração do espectrógrafo ganharam dados numa segunda, e outras quatro, que nunca tinham sido alvo de programas do Hubble, vieram de um catálogo de Sextans A publicado em 2022 e de observações da própria equipe com o telescópio Keck II, no Havaí. Ficaram de fora binárias conhecidas e estrelas com vizinhas brilhantes dentro da abertura de 2,5 segundos de arco do instrumento, o tamanho aparente de uma moeda de 2,5 centímetros vista a dois quilômetros.

Os nomes das estrelas trazem as iniciais dos três primeiros autores do catálogo de origem, como LGN, de Lorenzo, Garcia e Najarro, e BUG, de Bresolin, Urbaneja e Gieren, e TEM 1 e TEM 2 recebem neste artigo sua primeira classificação publicada. O tipo espectral, de O3 a O9.7, vai da estrela mais quente, acima de 40 mil kelvins, à menos quente, perto de 30 mil, e a classe de luminosidade, em algarismos romanos, indica o estágio de vida, de V, as anãs, a I, as supergigantes. Antes do TEMPOS, a amostra se concentrava em tipos O7 ou mais frios; as 12 estrelas novas acrescentaram tipos mais quentes em todas as classes, completando o mapa tanto quanto essas galáxias permitem.

Gráfico de classe de luminosidade contra tipo espectral, com marcadores por galáxia hospedeira
Figura 2Cobertura do TEMPOS no mapa de tipos espectrais (de O3, as mais quentes, a B0) e classes de luminosidade (de V, anãs, a I, supergigantes). Pontos grandes e escuros indicam a amostra nova; pequenos e claros, a de arquivo. Roxo marca as galáxias extremamente pobres em metais (≲10% da metalicidade solar) e laranja as pobres em metais (~10–20%); os círculos cinza destacam estrelas nunca observadas com o COS antes do programa.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0
Tabela com as 29 estrelas do TEMPOS
Tabela 2As 29 estrelas do tipo O do TEMPOS, divididas entre o grupo extremamente pobre em metais (≲10% solar) e o pobre em metais (~10–20%), com classificação espectral, coordenadas, magnitude e indicação de dados novos do programa e de arquivo.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Para medir ventos e composição, o TEMPOS precisava de um intervalo específico do ultravioleta distante, entre cerca de 115 e 175 nanômetros. Ali estão as linhas sensíveis ao vento do nitrogênio quatro vezes ionizado, o N V, em 124 nanômetros, do silício três vezes ionizado, o Si IV, em 140, e do carbono três vezes ionizado, o C IV, em 155; o algarismo romano equivale ao número de elétrons perdidos mais um. Quando o vento é forte, essas linhas ganham o desenho chamado de perfil P Cygni, em homenagem a uma estrela do Cisne que ficou famosa ao ganhar brilho de repente em 1600: uma absorção deslocada para o azul, causada pelo gás que vem em nossa direção, seguida de um pico de emissão.

A mesma faixa contém linhas nascidas na fotosfera, a superfície visível da estrela: carbono, oxigênio, hélio e nitrogênio em vários estados de ionização, além de verdadeiras florestas de linhas de ferro três e quatro vezes ionizado entre 130 e 173 nanômetros. Medir várias linhas de vento ao mesmo tempo é essencial para desfazer ambiguidades entre a taxa de perda de massa e outros parâmetros dos modelos. Como as linhas metálicas ficam fracas em estrelas pobres em metais, a resolução espectral, a capacidade de separar comprimentos de onda vizinhos, faz diferença. Ela funciona como a nitidez de um código de barras: com pouca resolução, as barras finas se fundem e só as largas sobrevivem.

O ideal seria usar as redes de difração G130M e G160M do COS, sigla de Cosmic Origins Spectrograph, ou Espectrógrafo de Origens Cósmicas, instalado no Hubble em 2009. Elas distinguem detalhes de 12 mil a 16 mil vezes menores que o próprio comprimento de onda. A G160M, porém, exigiria exposições proibitivas, porque deixa passar menos luz. A equipe combinou a G130M com a G140L, de resolução entre 1.500 e 4.000, para cobrir de 142,5 a 175 nanômetros; a G140L perde detalhes finos, mas mede bem a extensão da linha de C IV e a luz roubada pela floresta de ferro. A meta era uma razão sinal-ruído de pelo menos 10, um sinal dez vezes maior que a flutuação aleatória, nos pontos decisivos.

A campanha durou de 26 de dezembro de 2023 a 18 de fevereiro de 2026. As 110 órbitas concedidas foram divididas em 42 visitas, e muitas tiveram de ser repetidas porque o telescópio falhou em readquirir as estrelas-guia que estabilizam o apontamento; lançado em 1990, o Hubble passou em meados de 2024 a operar com um único giroscópio, regime que torna o agendamento mais rígido. Novos e antigos, os dados foram triados, e exposições vazias, corrompidas ou com 80% ou menos do tempo planejado acabaram descartadas. Como tudo foi baixado depois de uma grande revisão da calibração do COS, em julho de 2025, os espectros do TEMPOS saem melhores até que os do ULLYSES para as mesmas estrelas.

A estrela BUG A13, de IC 1613, serve de vitrine. Classificada como O3-4 anã, uma das mais quentes da amostra, foi observada com as três redes do COS e exibe perfis P Cygni bem desenvolvidos nas linhas de N V e C IV, além de absorção deslocada para o azul em linhas de oxigênio, hélio e nitrogênio, sinal de um vento intenso, com alta taxa de perda de massa, como análises anteriores já tinham concluído. No mesmo espectro aparecem linhas fotosféricas de ferro quatro e cinco vezes ionizado. A comparação entre as versões de resolução moderada e baixa mostra a vantagem da primeira, que separa as linhas estreitas do gás interestelar das feições largas do vento, mas as assinaturas essenciais da estrela sobrevivem na segunda.

Dezoito gráficos de fluxo contra comprimento de onda do espectro ultravioleta de BUG A13, com linhas espectrais identificadas
Figura 3Assinaturas espectrais no ultravioleta distante da estrela BUG A13, em IC 1613, observada nas três redes do COS: acima, as de resolução moderada (G130M e G160M); abaixo, a de baixa resolução (G140L). Linhas laranja marcam absorções da fotosfera e roxas, linhas sensíveis ao vento; faixas laranja cobrem as florestas de ferro, tracejados cinza indicam o gás da Via Láctea e hachuras cinza, emissões da alta atmosfera terrestre. Note os perfis P Cygni de N V e C IV.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Todo esse material está disponível no MAST, o arquivo de dados dos telescópios espaciais, sob o identificador doi:10.17909/fcda-fn73. Os arquivos repetem o formato dos produtos do ULLYSES, para que as duas coleções possam ser analisadas juntas, de cerca de 5% a 50% da metalicidade solar, e cada um traz o espectro combinado, sua procedência e uma versão agrupada em blocos de seis pixels, o tamanho de um elemento de resolução, que reduz o ruído sem apagar detalhes reais. Novas liberações estão programadas: espectros ópticos com poder de resolução de cerca de 4 mil, obtidos com o espectrógrafo DEIMOS no Keck, e catálogos de fotometria do Hubble. As máscaras do DEIMOS incluíram candidatas a estrelas O e B que podem revelar tipos ainda ausentes da amostra.

Tabela com a estrutura dos arquivos públicos do TEMPOS
Tabela 3Estrutura dos arquivos públicos do TEMPOS no MAST: palavras-chave do cabeçalho e colunas das extensões com o espectro combinado, a procedência dos dados e a versão agrupada por elemento de resolução.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Os primeiros resultados começam pelas velocidades radiais, a rapidez com que cada estrela se aproxima ou se afasta de nós. A equipe ajustou simultaneamente várias linhas fotosféricas, do carbono ao hélio, com uma única velocidade por estrela. Nas redes de resolução moderada, a calibração garante precisão de 3 quilômetros por segundo; na G140L, de apenas 150. No caminho apareceu um problema instrumental não documentado: observações da G140L com comprimento de onda central em 80 nanômetros, todas feitas a partir de novembro de 2021, exibem um desvio sistemático para o azul de até cerca de 200 quilômetros por segundo. A central de suporte do Hubble confirmou o efeito em outros dados em outubro de 2025, e os autores recomendam não usar esse modo para medir velocidades.

Com velocidades confiáveis, a equipe comparou cada estrela com sua galáxia. A diferença mediana é de −0,7 quilômetro por segundo, mas 11 das 29 estrelas, 38% da amostra, destoam em mais de 17. O número deriva do critério clássico para estrelas fugitivas, as runaways, que se movem a mais de 30 quilômetros por segundo em relação ao entorno: com direção aleatória, a componente na linha de visada vale em média essa velocidade dividida pela raiz de três. Considerada a rotação das galáxias, sete das onze se movem na contramão do giro de sua hospedeira, como carros na pista errada, e uma oitava, LGN s038, supera em cerca de 30 quilômetros por segundo a rotação máxima de Sextans A.

As outras três podem caber na rotação, embora TEM 2 e BPU A15, separadas por poucos segundos de arco em WLM, difiram em 32 quilômetros por segundo, algo que o giro da galáxia não explica. Restam oito candidatas a fugitivas, 28% da amostra, taxa alta para estrelas relativamente isoladas. Duas explicações clássicas disputam esses casos. Na proposta do holandês Adriaan Blaauw, de 1961, a estrela perde uma companheira que explode como supernova e é arremessada como pedra solta de um estilingue. Na outra, trabalhada pelo mexicano Arcadio Poveda e colegas em 1967, encontros gravitacionais em aglomerados jovens expulsam estrelas. Simulações de Mathieu Renzo e colaboradores, de 2019, indicam que a maioria das ejeções por supernova em binárias fica abaixo de 30 quilômetros por segundo.

Se essas simulações estiverem certas, uma fração ainda maior das estrelas do TEMPOS pode carregar o passado de uma interação. Também é possível que companheiras atuais, não resolvidas, façam as velocidades variar com o tempo; uma luminosidade acima do esperado para o tipo espectral, já notada em ECG LP26, de Leo P, e em LGN s029, de Sextans A, é um dos sinais de multiplicidade. O monitoramento repetido dirá se essas estrelas são sobreviventes de antigas interações ou se ainda orbitam parceiras, mas a vida em sistemas múltiplos parece comum mesmo nas galáxias mais primitivas.

Tabela de velocidades radiais
Tabela 4Velocidades radiais medidas em cada rede do COS, a velocidade adotada (das redes de resolução moderada) e a diferença em relação à velocidade sistêmica da galáxia hospedeira, base da busca por estrelas fugitivas.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

A segunda frente de análise mede a força das linhas fotosféricas pela largura equivalente. A ideia é engenhosa: imagine uma linha de absorção como um entalhe no espectro e troque esse entalhe por um retângulo de absorção total com a mesma área; a largura do retângulo é a largura equivalente, medida em ångströms, a décima parte do nanômetro. A equipe mediu dez feições, de linhas isoladas a duas regiões inteiras de florestas de ferro, e estimou as incertezas refazendo cada medida em mil versões do espectro, sorteadas dentro dos erros observados. Uma linha só conta como detectada se a largura medida for pelo menos o dobro da incerteza; do contrário, entra como limite superior.

As florestas de ferro contam duas histórias. A primeira é a temperatura: nas estrelas mais frias, a absorção do ferro três vezes ionizado, perto de 156,9 nanômetros, aumenta, e a do ferro quatro vezes ionizado, perto de 137, diminui, porque o calor dita o grau de ionização da atmosfera. A segunda é a química. Para um mesmo tipo espectral, as estrelas do grupo pobre em metais absorvem mais ferro que as do grupo extremamente pobre: BUG A13, uma O3-4 anã de IC 1613, tem largura equivalente de 2,65 ångströms na floresta de Fe V, enquanto em LGN s002, uma O4 anã de Sextans A, o valor não passa de 0,84, um limite superior.

O contraste sugere que as estrelas O de Leo P, Leo A e Sextans A têm menos ferro do que as do grupo mais rico e do que as da Pequena Nuvem de Magalhães. Até aqui, abundâncias de ferro tinham sido medidas para só um punhado de estrelas O nessas galáxias, e a divisão em grupos se apoiava em supergigantes, membros mais velhos da mesma população. A métrica empírica ainda não substitui a modelagem completa das atmosferas, prevista para trabalhos futuros, mas indica que a amostra alcança abundâncias de ferro bem abaixo do patamar de 20% acessível na Pequena Nuvem, condição necessária para testar a física dos ventos justamente onde ela é mais incerta.

Dois gráficos de largura equivalente das florestas de ferro contra tipo espectral
Figura 4Força da absorção das florestas de ferro em função do tipo espectral: Fe IV em 1569 Å (esquerda) e Fe V em 1370 Å (direita). Pontos grandes com barras de erro são detecções; pontos pequenos com setas, limites superiores (2σ). Para o mesmo tipo espectral, as estrelas das galáxias pobres em metais (laranja) absorvem mais ferro que as das extremamente pobres (roxo).Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

O capítulo mais aguardado é o dos ventos. Medir a taxa de perda de massa exige modelos de atmosfera ajustados aos espectros ultravioleta e ópticos, tarefa deixada para depois, mas a velocidade terminal pode ser estimada pela extensão azul da absorção do vento. Qualitativamente, a amostra vai de perfis P Cygni plenos, que se estendem por milhares de quilômetros por segundo, a linhas puramente fotosféricas, sem sinal algum de vento. Quase todas as cerca de dez estrelas com ventos fortes estão nas galáxias mais ricas, IC 1613, NGC 3109 e WLM. Como régua comum, a equipe escolheu a linha de C IV em 154,8 nanômetros, já que o Si IV some nas estrelas mais quentes e o N V fica fraco nas mais frias.

O primeiro método, chamado de extensão azul, é deliberadamente simples e independente de modelos. Depois de normalizar o espectro pelo contínuo medido em janelas vizinhas, a equipe localiza o ponto em que a absorção deslocada para o azul volta ao nível do contínuo e converte esse comprimento de onda em velocidade pelo efeito Doppler, tomando 1.548,19 ångströms como velocidade zero. Um deslocamento de cerca de 9,7 ångströms, menos de um nanômetro, corresponde a uns 1.880 quilômetros por segundo. Para que flutuações de ruído não enganem a medida, dois pontos consecutivos precisam coincidir com o contínuo, e mil reamostragens do espectro fornecem a incerteza de cada valor.

É aqui que reaparecem as quase gêmeas do início. No espectro de BUG B2, a absorção do vento se estende até 1.883 quilômetros por segundo, com margem de 261, seguida por uma emissão nítida deslocada para o vermelho, o desenho completo de um P Cygni. Em LGN s014, a absorção para em 1.237, com margem de 249, e a emissão vermelha não aparece. As margens de erro são largas, mas o formato dos perfis reforça o contraste entre duas estrelas O7.5 de classificação quase idêntica. O par ilustra bem o peso da metalicidade da galáxia, porque temperatura e estágio evolutivo, até onde a classificação permite saber, são parecidos nas duas.

Dois perfis normalizados da linha de C IV, de BUG B2 e de LGN s014, com faixa roxa e curva laranja do modelo
Figura 5O dublete de C IV em 1548–1550 Å em duas gigantes O7.5: BUG B2, em IC 1613 (acima), e LGN s014, em Sextans A (abaixo). O sombreado roxo cobre a extensão azul da absorção do vento, e a curva laranja mostra o modelo SEI ajustado. Na galáxia mais rica em metais, o perfil P Cygni é mais desenvolvido, com emissão deslocada para o vermelho e absorção que avança mais de 600 km/s além.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Aplicado a toda a amostra, o método produz um quadro coerente. Os ventos mais rápidos pertencem a estrelas quentes e luminosas das galáxias mais ricas: MTK 1, supergigante O5 de NGC 3109, chega a 2.457 quilômetros por segundo, com incerteza grande, e BUG A13 alcança 2.326, com margem de apenas 15. No outro extremo ficam as anãs tardias de Leo A, GWS K1 e GWS K2, com 200 e 259, e a estrela de Leo P, com 378, abaixo do limiar de cerca de 400 em que nenhum sinal de vento é visível. As tendências com tipo espectral e classe de luminosidade existem, mas são fracas e dispersas, talvez porque as classificações traduzem de modo imperfeito a física que lança os ventos.

A metalicidade, por sua vez, separa as estrelas com clareza. Para o mesmo tipo espectral ou a mesma classe de luminosidade, as estrelas do grupo pobre em metais exibem velocidades terminais maiores que as do grupo extremamente pobre. É o comportamento previsto pela teoria dos ventos impulsionados por linhas espectrais, detalhado em trabalhos de Björklund e colegas, de Vink e Andreas Sander, coautor do TEMPOS, e de Krtička e colegas. A divisão entre os grupos é grosseira, apoiada nas supergigantes de cada galáxia, mas o padrão nos ventos indica que o TEMPOS cobre uma faixa de parâmetros e abundâncias ampla o bastante para testar como a física dos ventos depende da química.

Dois gráficos de velocidade terminal contra tipo espectral e classe de luminosidade
Figura 6Velocidade terminal do vento estimada pela extensão azul da linha de C IV 1548 Å, em função do tipo espectral (esquerda) e da classe de luminosidade (direita). A faixa cinza, abaixo de 400 km/s, indica ausência de sinal visível de vento. As estrelas das galáxias extremamente pobres em metais (roxo) ficam sistematicamente abaixo das demais.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0
Tabela de velocidades terminais do vento
Tabela 5Velocidades terminais do vento estimadas a partir do perfil de C IV 1548 Å pelos métodos da extensão azul (BE) e SEI, separadas por rede do COS; o símbolo ✗ indica estrelas sem sinal de vento claro para o ajuste SEI.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

O segundo método é mais sofisticado. Chamado SEI, de Sobolev with Exact Integration, ou Sobolev com integração exata, ele aproveita uma simplificação proposta pelo astrofísico soviético Viktor Sobolev: num vento que acelera depressa, cada porção de gás interage com a luz só numa faixa estreita, onde o deslocamento Doppler casa com a linha. A equipe seguiu o procedimento de Calum Hawcroft e colegas, de 2024, ajustando a borda azul do perfil e sua inclinação para obter a velocidade terminal e a turbulência do vento. Em vez das rotinas de otimização tradicionais, usou um algoritmo genético, que faz uma população de soluções candidatas evoluir por seleção e mutação, mapeando melhor as ambiguidades entre parâmetros.

Para 25 estrelas o ajuste funcionou; nas outras quatro, o perfil de C IV é puramente fotosférico. Os dois métodos andam juntos acima de cerca de 800 quilômetros por segundo, com dispersão crescente nas velocidades mais baixas, e a extensão azul sai sistematicamente mais alta, em mediana 15%, ou 270 quilômetros por segundo, diferença semelhante à registrada em 1990 por Raman Prinja e colegas em estrelas da Via Láctea. O motivo é a turbulência incluída no SEI, que representa os movimentos de material chocado dentro do vento. Para as estrelas com modelagem detalhada na literatura, o SEI concorda melhor com os valores publicados. A conclusão é prática: a extensão azul superestima a velocidade real, mas serve como régua confiável para comparar ventos.

Gráfico de dispersão comparando as velocidades terminais pelos métodos da extensão azul e SEI, com linha de igualdade
Figura 7Comparação entre os dois métodos de medida da velocidade terminal nas 25 estrelas em que o ajuste SEI foi possível: extensão azul (eixo vertical) contra modelagem SEI (eixo horizontal). A linha tracejada marca a igualdade. As medidas andam juntas acima de cerca de 800 km/s, mas a extensão azul resulta, em mediana, 15% (270 km/s) maior.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

O passo final coloca o TEMPOS ao lado das Nuvens de Magalhães. Hawcroft e colegas haviam medido, com a mesma metodologia, as velocidades terminais de 43 estrelas O da Pequena Nuvem e 47 da Grande, todas do ULLYSES. Juntando tudo, os autores compararam quatro grupos de metalicidade decrescente: Grande Nuvem, com 50% da solar, Pequena Nuvem, com 20%, galáxias pobres em metais do TEMPOS e galáxias extremamente pobres. Em gráficos de violino, em que a largura de cada forma mostra onde as medidas se concentram, a velocidade terminal cai das estrelas mais quentes para as mais frias em todos os grupos e, dentro de cada faixa de tipo espectral, cai também conforme a metalicidade diminui.

Da Grande Nuvem à Pequena, e desta ao grupo pobre em metais do TEMPOS, a queda é suave, como prevê a teoria: gás mais rico em metais é mais opaco à radiação, recebe mais empurrão e acelera ventos mais rápidos. O grupo extremamente pobre quebra esse padrão. Na maioria das faixas de tipo espectral e de classe de luminosidade, suas estrelas ficam bem abaixo do que a tendência das outras três populações faria esperar, como se uma rampa de inclinação constante desse lugar a um degrau. Abaixo de cerca de 10% da metalicidade solar, a força dos ventos parece despencar. Os autores chamam o resultado de preliminar e prometem verificá-lo com abundâncias, velocidades e taxas de perda de massa derivadas de modelos de atmosfera.

Gráficos de violino da velocidade terminal em quatro grupos de metalicidade, por tipo espectral e por classe de luminosidade
Figura 8Distribuições da velocidade terminal (SEI) em gráficos de violino, por faixa de tipo espectral (esquerda) e de classe de luminosidade (direita), em quatro grupos: Grande Nuvem de Magalhães (vermelho, 50% da metalicidade solar), Pequena Nuvem (azul, 20%), galáxias pobres em metais do TEMPOS (laranja, ~10–20%) e extremamente pobres (roxo, ≲10%). Os dados das Nuvens vêm de Hawcroft et al. (2024), com espectros do ULLYSES. O grupo roxo cai abaixo da tendência suave das demais.Crédito: O. G. Telford et al. (2026), The Astrophysical Journal Supplement Series 286:50 · CC BY 4.0

Se confirmado, o achado indica que o mecanismo que impulsiona os ventos pode funcionar de forma muito diferente nesse regime. O estudo não arrisca uma explicação, mas a teoria oferece pistas. Modelos de vento indicam que o ferro tende a dominar o impulso nas camadas internas, onde se decide quanta massa a estrela perde, enquanto carbono, nitrogênio e oxigênio pesam mais nas regiões externas, onde o gás ganha velocidade. Galáxias como IC 1613 e NGC 3109, com proporções de oxigênio e ferro diferentes das solares, oferecem um laboratório raro para separar esses papéis. Teóricos também discutem efeitos que surgem quando o vento fica muito rarefeito, como o desacoplamento entre os íons metálicos que absorvem a luz e o restante do gás.

As consequências se espalham por várias áreas. Códigos de síntese de populações estelares como o Starburst99, criado em 1999 por uma equipe liderada por Claus Leitherer, também coautor do TEMPOS, dependem de receitas de vento e de espectros estelares para prever o brilho ultravioleta de galáxias inteiras. Se os ventos abaixo de 10% da metalicidade solar forem mesmo mais fracos do que se supõe, as trajetórias evolutivas, as temperaturas e a produção de fótons ionizantes dessas estrelas mudam, e com elas as estimativas de quanto as anãs contribuíram para a reionização. Os modelos de atmosfera ajustados aos dados do TEMPOS vão gerar gabaritos espectrais de base empírica que se estendem ao ultravioleta extremo, justamente a faixa que não se pode observar diretamente.

Há também implicações para o destino das próprias estrelas. Uma estrela de vento fraco guarda mais massa e, segundo os modelos, também mais rotação, já que o vento carrega momento angular para fora, o que altera a mistura de seu interior, sua temperatura e o desfecho da vida. Simulações de evolução estelar indicam que ambientes pobres em metais favorecem buracos negros mais pesados, uma das explicações mais citadas para os objetos de dezenas de massas solares cuja fusão é registrada em ondas gravitacionais, como o par de cerca de 36 e 29 massas solares do evento GW150914, detectado em 2015. Medidas diretas de vento nesse regime ajudam a calibrar essas previsões.

Os espectros também iluminam o gás entre as estrelas. A luz de cada estrela O atravessa o meio interestelar de sua galáxia e o da Via Láctea antes de chegar ao Hubble, e nesse caminho ganha linhas de absorção de ferro, enxofre e outros elementos. Na resolução das redes G130M e G160M, essas linhas se separam em componentes da Via Láctea, da galáxia hospedeira e até de gás expulso por ela. Comparar a composição desse gás com a das estrelas O, que refletem a matéria-prima de onde nasceram, revela quanto metal se escondeu em grãos de poeira, e as detecções de gás em fuga ao longo de várias linhas de visada ajudam a medir quanto metal as anãs perdem para o espaço.

O próximo passo é analisar tudo junto, espectros ultravioleta, espectros ópticos e fotometria, para determinar de forma homogênea temperatura, gravidade superficial, luminosidade, massa, abundâncias e ventos de cada estrela. Os mesmos modelos poderão prever a emissão em faixas que os dados não cobrem, como o infravermelho acessível ao James Webb. Há uma urgência discreta nessa agenda. O Hubble é hoje o único grande telescópio capaz de obter espectros ultravioleta desse tipo, e a próxima geração de instrumentos nessa faixa depende de projetos como o Observatório de Mundos Habitáveis, concebido pela NASA para as próximas décadas. Cada órbita gasta com essas estrelas constrói um acervo que talvez leve muito tempo para ser repetido.

Leo P, a galáxia cujo nome alude à palavra primitiva, tem uma única estrela do tipo O conhecida, e o vento dela mal deixa marca no espectro, abaixo do limiar em que qualquer fluxo se torna visível. É um astro de grande massa que, em vez de soprar uma tempestade, sussurra. A luz que o Hubble captou saiu de lá há 5,3 milhões de anos, um piscar de olhos em termos cósmicos, mas a química dessa estrela pertence a uma era em que o Universo ainda dissipava a névoa de hidrogênio que o envolvia. Ouvir esse sussurro com atenção, e compará-lo com o vendaval de BUG A13, é a forma mais direta que temos de escutar como brilharam as estrelas que acenderam o cosmos.

FonteTelford, O. G.; Erba, C.; McQuinn, K. B. W.; Hawcroft, C.; Sander, A. A. C.; Roman-Duval, J.; Chisholm, J.; Berg, D. A.; Ramachandran, V.; Zheng, Y.; Leitherer, C.; Mintz, A.; Kirby, E. N. The Treasury of Extremely Metal-poor O Stars. The Astrophysical Journal Supplement Series, v. 286, artigo 50, 28 p., outubro de 2026, publicado em 21 de setembro de 2026. DOI: 10.3847/1538-4365/ae95f6