Uma luz que, em teoria, jamais deveria chegar até nós acabou aparecendo nas imagens do Telescópio Espacial Hubble.
Ela veio da galáxia MXDFz4.4, que existia quando o Universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos, cerca de 10% da idade atual.
Vale sempre lembrar: quando olhamos para o céu, enxergamos o passado. A luz, mesmo sendo a coisa mais rápida do Universo, demora a chegar até aqui. A do Sol, que está aqui pertinho, leva 8 minutos. Mas pode levar muito, muito mais, como é o caso de MXDFz4.4.
O estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal. Trata-se da detecção mais antiga já registrada desse tipo de radiação, e pode ajudar os astrônomos a entender como o cosmos deixou de ser uma imensa “neblina” de hidrogênio e se tornou transparente à luz.
O início de tudo
Para entender por que essa observação chamou tanta atenção, é preciso voltar ao começo da história do Universo.
Depois do Big Bang, o Universo era quente demais para existirem átomos. Havia apenas partículas soltas, como prótons e elétrons.
Algumas centenas de milhares de anos depois, à medida que o cosmos esfriou, essas partículas passaram a se combinar e formaram os primeiros átomos de hidrogênio, o elemento mais abundante do Universo. Esse gás se espalhou por praticamente todo o espaço entre as galáxias.
Algum tempo depois nasceram as primeiras estrelas. Como eram muito quentes e massivas, elas produziam enormes quantidades de luz ultravioleta, um tipo de radiação muito mais energética do que a luz visível.
Essa radiação, porém, quase não conseguia ir muito longe. Os átomos de hidrogênio neutro espalhados Universo afora absorviam essa luz, impedindo que ela viajasse grandes distâncias. Era como tentar enxergar um farol através de uma neblina extremamente densa: a luz existe, mas não consegue atravessar o obstáculo.
Só que, com o passar de centenas de milhões de anos, alguma fonte passou a emitir radiação ultravioleta suficiente para arrancar elétrons dos átomos de hidrogênio, transformando-os em hidrogênio ionizado.
Esse gás já não bloqueia a luz ultravioleta. Aos poucos, regiões transparentes começaram a surgir e crescer, até que praticamente toda essa “neblina” desapareceu.
Os astrônomos sabem que esse processo aconteceu, mas ainda discutem quem foi o principal responsável por produzir toda essa radiação. Um dos principais candidatos são justamente as primeiras gerações de estrelas.
É aí que a MXDFz4.4 entra nessa história.
Uma galáxia fora do comum
A MXDFz4.4 ocupa uma área 100 vezes menor que a Via Láctea, mas forma estrelas aproximadamente dez vezes mais rápido.
Mas mais importante do que a quantidade é a forma como essas estrelas nasceram. Em vez de estarem espalhadas, muitas delas se formaram quase ao mesmo tempo em uma região muito compacta. Como estrelas jovens são extremamente quentes, elas emitem enormes quantidades de radiação ultravioleta.
A princípio, essa radiação também deveria ficar presa. Afinal, a própria galáxia é cercada por nuvens de hidrogênio que absorvem justamente esse tipo de luz.
Mas, quando muitas estrelas jovens brilham ao mesmo tempo, elas começam a ionizar o gás ao seu redor. Como esse hidrogênio deixa de bloquear a radiação, pequenas regiões transparentes passam a surgir e se conectar, criando caminhos por onde a luz consegue deixar a galáxia.
É como se vários pedaços do para-brisa do carro esquentassem e, aos poucos, começassem a desembaçar o vidro.
As explosões de supernovas tornam esse processo ainda mais eficiente. Estrelas muito massivas vivem apenas alguns milhões de anos antes de explodirem. Essas explosões empurram parte do gás para longe, ampliando as regiões transparentes e permitindo que ainda mais radiação escape.
Os pesquisadores estimam que entre 50% e 100% da radiação ultravioleta produzida pela MXDFz4.4 consiga deixar a galáxia.
Mas esse era apenas o primeiro desafio. Depois de escapar da galáxia, a luz ainda precisava atravessar o espaço entre as galáxias para chegar até a Terra. Esse espaço, chamado de meio intergaláctico, também era preenchido por hidrogênio neutro no início do Universo. Em teoria, ele deveria absorver essa radiação muito antes que ela percorresse uma distância tão grande.
Foi por isso que a descoberta surpreendeu os astrônomos. “Acreditava-se que observar uma galáxia como esta era impossível”, afirmou o autor principal do estudo, Ilias Goovaerts, pesquisador do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI), à Live Science.
Atravessando o Universo
Os pesquisadores calcularam a que distância essa galáxia estava. Para isso, usaram o observatório Very Large Telescope (VLT), no Chile. Ele analisou um brilho característico emitido pelo hidrogênio da galáxia.
Como esse sinal muda conforme o Universo se expande, os astrônomos conseguem calcular quando aquela luz foi emitida e, assim, estimar a distância da galáxia.
Os resultados mostraram que a radiação emitida pela MXDFz4.4 passou mais de 12 bilhões de anos viajando pelo Universo antes de alcançar o Hubble.
Essa longa viagem teve outra consequência curiosa. Embora tenha sido emitida como luz ultravioleta, a radiação chegou ao telescópio como luz visível. Isso aconteceu porque, durante bilhões de anos, a expansão do próprio Universo “esticou” seu comprimento de onda, deslocando-a para cores cada vez mais avermelhadas (e próximas do comprimento visível). Esse fenômeno é conhecido como desvio para o vermelho.
Até agora, nenhuma outra galáxia dessa época havia apresentado sinais detectáveis desse tipo de radiação.
Se os astrônomos encontrarem mais exemplos como a MXDFz4.4, poderão testar com muito mais precisão a hipótese de que as primeiras estrelas foram as principais responsáveis por dissipar a névoa de hidrogênio que dominou o Universo durante seu primeiro bilhão de anos de existência.
Fonte: abril
