O que as estrelas mais velhas dizem sobre a idade do Universo?

A idade do Universo é, geralmente, estimada a partir de modelos cosmológicos baseados na taxa de expansão cósmica. Observações da radiação cósmica de fundo ajudam a determinar parâmetros do modelo cosmológico padrão chamado de modelo Lambda-CDM. A partir desses parâmetros, incluindo a constante de expansão, é possível calcular quanto tempo se passou desde o Big Bang. Os resultados atuais indicam que o Universo tem aproximadamente 13,8 bilhões de anos.

Entretanto, medições independentes da taxa de expansão atual do Universo levaram ao surgimento da chamada tensão de Hubble. Esse problema ocorre porque valores da constante de expansão derivados de um tipo de medição é diferente daqueles obtidos por outras medições. Se a taxa de expansão real for diferente da prevista pelo modelo padrão, isso também pode afetar a idade estimada do Universo. Por exemplo, um Universo que se expande mais rapidamente tende a ser mais jovem.

Estudos recentes têm buscado uma nova forma de resolver esse problema ao analisar a idade de estrelas antigas da Via Láctea. Utilizando dados observacionais, pesquisadores selecionaram estrelas formadas nos primeiros estágios da evolução galáctica e determinaram suas idades. Como essas estrelas se formaram pouco tempo após o Big Bang, suas idades fornecem um limite inferior confiável para a idade do Universo. As análises indicam um valor mais provável próximo de 13,6 bilhões de anos.

Idade do Universo

A idade do Universo é estimada a partir de modelos cosmológicos que descrevem como ocorreu a evolução do Universo desde o Big Bang. O principal parâmetro envolvido nesse cálculo é a constante de expansão, conhecida como constante de Hubble, que determina a taxa de expansão. A partir dessa taxa de expansão, é possível reconstruir matematicamente a história da expansão do Universo.

Essas estimativas são calculadas dentro do chamado modelo Lambda CDM que é o modelo mais aceito para descrever a evolução do Universo. Nesse modelo, o termo chamado de lambda representa a presença de energia escura, responsável pela aceleração da expansão cósmica, enquanto CDM refere-se à matéria escura fria. A idade do Universo corresponde ao tempo decorrido desde o início da expansão, determinado pela integração dessas equações cosmológicas.

Tensão de Hubble

Diferentes medições da constante de Hubble causam diferentes valores para a estimativa da taxa de expansão do Universo. Valores obtidos a partir da radiação cósmica de fundo são sistematicamente menores do que aqueles derivados de observações baseadas em Cefeidas e supernovas do tipo Ia. Qualquer diferença no valor da constante de Hubble altera a reconstrução da história de expansão cósmica. Essa inconsistência indica que pode ter efeitos ainda não completamente compreendidos no modelo cosmológico atual.

Essa discrepância afeta diretamente a estimativa da idade do Universo dentro do modelo Lambda-CDM. Em termos gerais, um valor maior da constante de Hubble implica que o Universo está se expandindo mais rapidamente, o que tende a resultar em uma idade cosmológica menor. Por outro lado, valores menores da constante indicam uma expansão mais lenta e, consequentemente, um Universo mais antigo. Como diferentes métodos observacionais produzem estimativas distintas para esse parâmetro, também surgem pequenas variações nas idades derivadas do Universo.

Estrelas antigas

Estrelas muito antigas ajudam a estimar um limite inferior para a idade do Universo porque o Universo em si não pode ser mais jovem do que essas estrelas. Um estudo concluiu que ao estimar com alta precisão a idade das estrelas mais antigas da Via Láctea, é possível estabelecer restrições para o modelo cosmológico. Dessa forma, as estrelas mais antigas funcionam como se fossem fósseis cósmicos porque registram as primeiras fases da formação estelar após o Big Bang.

Novo estudo, usou dados obtidos pelo telescópio Gaia que forneceu paralaxes e espectros estelares medidas com alta precisão. Dessa forma, o novo levantamento de dados do Gaia permitiu determinar parâmetros como massa, temperatura e luminosidade. A partir desse grande conjunto de dados, pesquisadores selecionaram um pequeno grupo de estrelas muito antigas com estimativas de idade particularmente confiáveis. Para uma amostra de cerca de 100 estrelas, os resultados indicam uma idade mais provável de aproximadamente 13,6 bilhões de anos.

A teoria do Big Bang

Esse valor é consistente com as estimativas cosmológicas derivadas da radiação cósmica de fundo. Isso não altera o modelo cosmológico e nem coloca em xeque a existência do Big Bang. Elas funcionam como uma verificação independente da consistência do modelo Lambda CDM. De fato, qualquer estimativa confiável da idade do Universo deve ser compatível com o tempo para a formação das primeiras gerações de estrelas após o início da expansão cósmica.

Quando as idades das estrelas mais antigas são próximas, mas inferiores, às estimativas cosmológicas, isso reforça a relação entre observações astrofísicas e previsões teóricas. Esses resultados indicam que a cronologia geral do Universo permanece consistente com os modelos atuais de evolução cósmica. Assim, medições estelares servem como um importante teste observacional para validar a estrutura geral da cosmologia moderna.

Referência da notícia

Tomasetti et al. 2026 The oldest Milky Way stars: New constraints on the age of the Universe and the Hubble constant Astronomy & Astrophysics