Traduzido por Julio Batista
Original de David Nield para o ScienceAlert
O hidrogênio é um bloco de construção chave do cosmos. Seja despojado em seu núcleo carregado ou empilhado em uma molécula, a natureza de sua presença pode dizer muito sobre as características do Universo nas maiores escalas.
Por isso os astrônomos estão muito interessados em detectar sinais desse elemento, onde quer que ele esteja.
Agora, a assinatura de luz do hidrogênio atômico sem carga foi medida mais longe da Terra do que nunca, por alguma margem. O Radiotelescópio Gigante de Ondas Métricas (GMRT) na Índia captou um sinal com um tempo de retrospectiva – o tempo entre a luz ser emitida e ser detectada – de enormes 8,8 bilhões de anos.
Isso nos dá um vislumbre emocionante de alguns dos primeiros momentos do Universo, que atualmente é estimado em cerca de 13,8 bilhões de anos.
“Uma galáxia emite diferentes tipos de sinais de rádio”, disse o cosmólogo Arnab Chakraborty, da Universidade McGill, no Canadá. “Até agora, só foi possível capturar esse sinal específico de uma galáxia próxima, limitando nosso conhecimento às galáxias mais próximas da Terra”.
Nesse caso, o sinal de rádio emitido pelo hidrogênio atômico é uma onda de luz com 21 centímetros de comprimento. As ondas longas não são muito energéticas, nem a luz intensa, dificultando a detecção à distância; o tempo de retrospectiva recorde anterior era de apenas 4,4 bilhões de anos.
Devido à vasta distância percorrida antes de ser interceptada pelo GMRT, a linha de emissão de 21 centímetros foi esticada expandindo o espaço para 48 centímetros, um fenômeno descrito como o desvio para o vermelho da luz.
A equipe usou lentes gravitacionais para detectar o sinal, que se origina de uma distante galáxia formadora de estrelas chamada SDSSJ0826+5630. A lente gravitacional é onde a luz é ampliada à medida que segue o espaço curvo em torno de um objeto maciço que fica entre nossos telescópios e a fonte original, atuando efetivamente como uma lente enorme.
“Nesse caso específico, o sinal é desviado pela presença de outro corpo massivo, outra galáxia, entre o alvo e o observador”, disse o astrofísico Nirupam Roy, do Instituto Indiano de Ciência.
“Isso resulta efetivamente na ampliação do sinal por um fator de 30, permitindo que o telescópio o capte.”
Os resultados deste estudo darão aos astrônomos a esperança de serem capazes de fazer outras observações semelhantes em um futuro próximo: as distâncias e os tempos de retrospectiva que anteriormente estavam fora dos limites agora estão dentro da possibilidade. Se as estrelas se alinharem, seria perfeito.
O hidrogênio atômico é formado quando o gás quente e ionizado dos arredores de uma galáxia começa a cair sobre a galáxia, esfriando ao longo do caminho. Eventualmente, ele se transforma em hidrogênio molecular e depois em estrelas.
Ser capaz de olhar para trás no tempo pode nos ensinar mais sobre como nossa própria galáxia se formou no início, além de levar os astrônomos a uma melhor compreensão de como o Universo se comportava quando estava apenas tomando forma.
Essas últimas descobertas “abrirão novas possibilidades empolgantes para sondar a evolução cósmica do gás neutro com radiotelescópios de baixa frequência existentes e futuros em um futuro próximo”, escreveram os pesquisadores em seu paper publicado.
A pesquisa foi publicada no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
