Perth — InkDesign News — Uma pesquisa liderada por cientistas do International Centre for Radio Astronomy Research, em Perth, Austrália, revela que cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang, energia proveniente de buracos negros recém-nascidos e das primeiras estrelas já aquecia vastas nuvens de hidrogênio intergaláctico. O estudo indica que o universo primordial pode ter sido menos frio do que os modelos tradicionais previam.
O Contexto da Pesquisa
Cientistas compreendem que o universo surgiu em um estado extremamente quente e denso, o Big Bang, há cerca de 13,8 bilhões de anos. Após o resfriamento dos primeiros 400 mil anos, a formação de átomos de hidrogênio neutro mergulhou o cosmos em uma era conhecida como “idades das trevas cósmicas”, na ausência de luz estelar visível. A subsequente “Época da Reionização”, encerrada cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang, marcou a dissipação deste “nevoeiro” e permitiu a propagação livre da luz estelar.
O desafio da astronomia moderna reside em decifrar como as primeiras estrelas e buracos negros afetaram o hidrogênio primordial. Embora essas fontes sejam impossíveis de observar diretamente, astrônomos buscam suas “impressões digitais” no gás ao redor, especificamente um frágil sinal de rádio na linha de 21 centímetros, considerado um dos vestígios mais antigos do universo.
Resultados e Metodologia
O novo estudo, publicado no periódico The Astrophysical Journal, analisou quase dez anos de dados captados pelo radiotelescópio Murchison Widefield Array, no deserto oeste australiano. O objetivo era detectar a tênue “sussurro” de rádio do hidrogênio antigo, mascarado por ruídos muito mais intensos provenientes da Via Láctea, galáxias próximas e até do próprio telescópio.
Uma inovadora técnica estatística foi desenvolvida para filtrar os sinais de primeiro plano e tentar isolar o que seria a emissão mais provável do hidrogênio de 800 milhões de anos após o Big Bang. O resultado foi o mapa mais limpo já produzido do universo primordial nesta faixa de rádio, estabelecendo limites sem precedentes para a detecção do sinal de 21 centímetros.
Apesar dos esforços, a equipe não encontrou a assinatura clara que indicaria um início frio para a reionização, sugerindo que o hidrogênio estava mais aquecido do que o esperado — possivelmente devido à energia de buracos negros primordiais e remanescentes de estrelas massivas.
“À medida que o universo evoluiu, o gás entre galáxias se expande e esfria, então esperaríamos que estivesse muito, muito frio. Nossas medições mostram que pelo menos foi aquecido em determinado grau. Não muito, mas isso nos diz que uma reionização muito fria está descartada — isso é realmente interessante.”
(“As the universe evolved, the gas between galaxies expands and cools, so we would expect it to be very, very cold. Our measurements show that it is at least heated by a certain amount. Not by a lot, but it tells us that very cold reionisation is ruled out — that’s really interesting.”)— Cathryn Trott, Professora, Curtin Institute of Radio Astronomy
Implicações e Próximos Passos
Os resultados contribuem para restringir modelos cosmológicos do aquecimento primordial, reforçando o papel de raios-X provenientes de buracos negros jovens. A técnica de filtragem desenvolvida torna-se base para o Square Kilometre Array (SKA), próximo grande radiotelescópio em construção na Austrália e África do Sul, projetado para finalmente captar o sinal da linha de 21 centímetros.
“Sabemos exatamente o que procurar. Precisamos apenas de algumas horas de dados do [SKA] para atingir os níveis desejados.”
(“We know what we are looking for. We just need a few hours of [SKA’s] data that will allow us to go to the levels that we want to.”)— Ridhima Nunhokee, Cientista Pesquisadora, International Centre for Radio Astronomy Research
Espera-se que os avanços observacionais e metodológicos tragam novas respostas sobre a influência das primeiras estrelas e buracos negros na evolução cósmica. Especialistas consideram que a detecção direta do sinal hidrogênio abrirá uma janela inédita para um dos períodos mais misteriosos do universo, com potencial de revolucionar o entendimento da formação inicial de galáxias e da estrutura do cosmos.
Fonte: (Live Science – Ciência)
