A ascenção do quasares no Universo

© NASA/ESA/G.Bacon (ilustração de um quasar distante)
  
O professor Michael Shull e o pesquisador David Syphers usaram o telescópio espacial Hubble para observar um quasar - o núcleo brilhante de uma galáxia ativa que age como um "farol" - para entender melhor as condições do Universo primordial. Os cientistas estudaram o material gasoso entre o telescópio e o quasar HS1700 6416 com um espectrógrafo ultravioleta acoplado no Hubble, projetado por uma equipe do Centro de Astrofísica e Astronomia Espacial em Boulder. Durante um tempo conhecido como a "era de reionização do hélio" cerca de 11 bilhões de anos atrás, explosões de radiação ionizante de buracos negros nos núcleos de quasares retiravam elétrons de átomos primitivos de hélio. Isto ocorreu pouco depois do Big Bang. 

Os resultados do novo estudo indicam que a era de reionização do hélio no Universo parece ter ocorrido mais tarde do que se pensava, disse Shull. O Cosmic Origins Spectrograph (COS) utilizado para as observações de quasares a bordo do Hubble foi projetado para investigar a evolução de galáxias, estrelas e matéria intergaláctica. O COS foi instalado no Hubble por astronautas durante sua última missão de manutenção em 2009. O Universo começou com o Big Bang que gerou um plasma que se expandiu e então se tornou um gás neutro frio em cerca de 380.000 anos, perfazendo a "idade das trevas" quando não havia luz de estrelas ou galáxias. Esta época foi seguida por um período de reionização do hidrogênio, formando as primeiras galáxias a cerca de 13,5 bilhões de anos atrás.

 A era das primeiras galáxias foi seguida pela ascensão de quasares cerca de 2 bilhões anos depois, o que levou à era da reionização hélio. A radiação dos enormes quasares aquece o gás em torno de 11.000 a 22.000 graus Celsius em reinos intergalácticos do início do Universo. Se o gás hélio é aquecido durante a época da formação da galáxia, torna-se mais difícil para as protogaláxias manterem a massa do seu gás; é como se fosse um aquecimento global intergaláctico.
   
A equipe está usando COS para investigar o "registro fóssil" dos gases no Universo, incluindo uma estrutura conhecida como a "teia cósmica" que acredita-se ser feita de longos filamentos estreitos de galáxias e pelo gás intergaláctico separados por vazios enormes. Os cientistas teorizam que um filamento único da rede cósmica pode se estender por centenas de milhões de anos-luz, um número expressivo, considerando que um único ano-luz é cerca de 9,5 trilhões de quilômetros. 

O COS separa a luz em comprimentos de ondas característicos, semelhante à maneira como a luz solar é refratada em gotas de chuva formando as cores do arco-íris, e revela informações sobre a composição de temperatura, densidade, distância, velocidade e a composição química de galáxias, estrelas e nuvens de gás. O primeiro quasar, abreviação de "fonte de rádio quase-estelar", foi descoberto há 50 anos pelo astrônomo Maarten Schmidt da Caltech. O quasar que ele observou, denominado 3C-273, está localizado a cerca de 2 bilhões de anos da Terra e é 40 vezes mais luminoso do que uma galáxia inteira de 100 bilhões de estrelas. O quasar está se afastando da Terra a 15% da velocidade da luz, com ventos soprando a milhões de quilômetros por hora.

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