Galáxias

Galáxias antigas podem explicar um grande mistério do universo

O Universo não começou como vemos hoje. Nos primeiros 500 milhões de anos, era uma escuridão neutra e cheia de hidrogênio. Então, algo começou a excitar o hidrogênio com radiação, ionizando-o – e eis que havia luz.

Nós não sabemos o que causou a primeira luz ultravioleta a brilhar. Mas novas observações do telescópio espacial infravermelho Spitzer, da NASA nos deram uma pista bastante significativa. Nos confins do início do Universo, ele avistou estranhas galáxias que são muito mais luminosas do que o esperado.

Logo após o Big Bang, o Universo era uma espécie de “sopa primordial” escura e quente em escala cósmica, expandindo-se rapidamente. À medida que o Universo expandiu, ele resfriou, fazendo com que os prótons e nêutrons começassem a se combinar em átomos de hidrogênio ionizado. Por volta de 240.000 à 300.000 anos após o Big Bang, esses átomos de hidrogênio atraíram elétrons, aglutinando-se em hidrogênio neutro.

Mas como? Dado todo o hidrogênio neutro no Universo neste ponto, seria necessária uma enorme quantidade de radiação para produzir luz, e não está claro o que poderia ter existido em abundância suficiente para produzir tal radiação. As estrelas recém-nascidas teriam bastado? Galáxias luminosas? Quasares ainda não detectados ou uma combinação dos três?

“É uma das maiores questões abertas na cosmologia observacional”, disse o astrônomo Stephane De Barros, da Universidade de Genebra. “Sabemos que isso aconteceu, mas o que causou? Essas novas descobertas podem ser uma grande pista”, concluiu.

Em uma observação especial para tentar encontrar a resposta, Spitzer passou centenas de horas observando duas regiões separadas do céu noturno. A mais de 13 bilhões de anos-luz de distância – apenas 730 milhões de anos após o Big Bang – ele observou 135 galáxias que eram muito diferentes daquelas mais próximas a nós.

Vista de campo profundo do céu mostrando galáxias distantes e fracas circuladas em vermelho. (Créditos: NASA/JPL-Caltech/ESA/Spitzer)

Como esperado para as galáxias no início do Universo, elas são muito pobres em elementos pesados, que são forjados em processos explosivos, e, portanto, não estavam em grandes quantidades até que algumas gerações de estrelas tivessem vivido e morrido. Em vez disso, essas galáxias são dominadas por estrelas massivas jovens e quentes, feitas principalmente de hidrogênio e hélio.

As galáxias são particularmente brilhantes em dois comprimentos de onda infravermelhos que são produzidos pela interação entre radiação ionizante e gases de hidrogênio e oxigênio. Essas galáxias poderiam ter contribuído para o fenômeno.

É claro que esses outros fatores – estrelas individuais, quasares incrivelmente brilhantes – podem ter contribuído também. Nesta época não aconteceu um evento único e, em seguida, Boom!, luz estava lá; na verdade, trata-se de um processo que ocorreu durante centenas de milhões de anos. Então, é provável que houvesse mais de um fator envolvido.

O telescópio espacial Spitzer foi lançado em 2003 e deu passos incríveis na astronomia infravermelha. O próximo telescópio infravermelho da NASA, o WFIRST, está atualmente em desenvolvimento, com uma data planejada de lançamento em 2025. Uma de suas principais missões é absolutamente tentar lançar mais visões sobre essas época tão misteriosa do cosmos, uma vez que muitas dessas primeiras galáxias do Universo são mais fortes em comprimentos de onda infravermelha. [ScienceAlert]

Alexsandro Mota

Nordestino, um grande amante da astronomia e divulgador científico há quase uma década. Sou o criador do projeto Mistérios do Espaço e dedico meu tempo a tornar a astronomia mais acessível.