CSIRO Australia via The New York Times
CSIRO Australia via The New York Times

Um vislumbre da aurora do universo

Por meio de um telescópio, astrônomos disseram que observaram o que aconteceu quando as primeiras estrelas estavam se formando

Dennis Overbye, The New York Times

17 Março 2018 | 10h00

Era manhã no universo, e fazia muito mais frio do que se esperava quando a luz das primeiras estrelas começou a reluzir em meio ao entorno escuro a cerca de 14 bilhões de anos atrás.

Usando um radiotelescópio na Austrália, astrônomos relataram no mês passado na revista Nature que tinham encontrado os efeitos da primeira luz estelar do universo, de quando este tinha apenas 180 milhões de anos. As observações levam os astrônomos para mais perto do princípio dos tempos e trazem dúvidas em relação ao quanto os astrônomos realmente conhecem a natureza dos primórdios do cosmos, e a natureza da misteriosa matéria escura, cuja gravidade esculpe as luminosas galáxias.

“Enxergamos indiretamente evidências das primeiras estrelas do universo", disse Judd Bowman, da Universidade Arizona State, diretor de um experimento conhecido como EDGES, sigla em inglês para experimento de detecção de assinatura EoR global.

A presença de estrelas se manifestou como uma reveladora queda na intensidade de um banho de ondas de rádio, ou micro-ondas cósmicas, remanescentes da criação. A queda significava que a energia cósmica estava sendo absorvida por nuvens primordiais de gás hidrogênio que pairavam no universo como uma neblina, mas cujos átomos foram desequilibrados pela súbita presença da luz estelar.

A presença da queda, num comprimento de onda característico do hidrogênio, confirmou as previsões de como e quando as estrelas nasceram. Mas o tamanho da queda e o volume da absorção foram surpresas. São indícios de que o gás habitando o cosmos teria metade da temperatura calculada pelos astrônomos, cerca de 3°K acima do zero absoluto, ou -270°C.

Uma possibilidade, levantada por Rennan Barkana, da Universidade de Tel Aviv, em Israel, é que esse hidrogênio primordial tenha se esfriado ao interagir com a matéria escura que também permeia o cosmos.

O universo começou como uma neblina de hidrogênio e hélio que foram sintetizados durante os três primeiros minutos do tempo e agora eram aquecidos pelo calor remanescente do Big Bang.

O hidrogênio no espaço vazio tende a irradiar ondas de rádio com um comprimento de onda de 21 centímetros. No começo, o gás e as micro-ondas estavam em sintonia, e o hidrogênio emitia a mesma radiação que recebia do ambiente ao redor.

Mas, quando as estrelas começaram a atividade, a radiação ultravioleta emitida por elas alterou os níveis de energia nos elétrons dos átomos de hidrogênio, tirando-os da sincronia com as micro-ondas. Como o gás era mais frio que a radiação, ele começou a absorver as ondas de 21 centímetros do ambiente cósmico, causando um déficit, ou queda. O chocante foi descobrir o tamanho da queda, e o quão mais frio era o ambiente.

“O único elemento constitutivo do cosmos que pode ser mais frio que os primeiros gases cósmicos é a matéria escura", escreveu o Dr. Barkana na Nature.

Os astrônomos sabem que a matéria escura constitui cerca de um quarto do universo por causa do seu peso e seu efeito gravitacional nas estrelas e galáxias. A principal explicação tem sido que ela é formada por nuvens de partículas subatômicas residuais do Big Bang. São chamadas pela sigla wimps, que em inglês significa "partículas de massa de interação fraca", e têm centenas de vezes a massa do átomo de hidrogênio. Nas três décadas mais recentes, as tentativas de detectar essas partículas diretamente fracassaram, e os teóricos pensam em outros modelos para explicar o que chamam de “setor escuro".

Agora as observações do EDGES podem ter aberto uma nova janela para este reino da escuridão. E qualquer progresso na identificação da matéria escura pode revolucionar a física de partículas.

Mais conteúdo sobre:
Big Bang astronomia Universo

Encontrou algum erro? Entre em contato

O Estadão deixou de dar suporte ao Internet Explorer 9 ou anterior. Clique aqui e saiba mais.