Um telescópio no deserto olhou um bilhão de anos para trás e descobriu algo incrível

Cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, o universo vivenciou o período conhecido como Época da Reionização, quando os átomos neutros de hidrogênio que preenchiam o cosmos passaram a ser ionizados pela luz ultravioleta das primeiras estrelas.

Um telescópio detectou um sinal vindo do universo primitivo. Crédito: HypeScience.com

Porém, exatamente como começou essa transição — o que se poderia chamar de “como o universo levantou da cama” — era um mistério delicioso.

Uma nova análise de mais de dez anos de observações com o rádio-telescópio Murchison Widefield Array (MWA) mostrou que esse despertar não foi gelado como muitos supunham: o aquecimento já rolava antes da festa começar.

O que o MWA fez no deserto

Localizado no interior da Austrália Ocidental, no observatório de rádio da Curtin University e parceiros, o MWA funciona na faixa de 70 a 300 MHz, projetado justamente para detectar a emissão de hidrogênio neutro na época remota.

Os pesquisadores mineraram dez anos de registros (ou mais) para descartar sinais indesejados — estrelas mais próximas, galáxias “barulhentas”, até interferência da atmosfera terrestre. E o resultado? A ausência de indício claro de que o universo estava extremamente frio naquele momento — o que invalida a hipótese de um “começo gelado” para a reionização.

Segundo a equipe da Curtin University, liderada por Cathryn Trott e Ridhima Nunhokee, o aquecimento provavelmente teve a ver com raios-X originados de buracos negros primordiais ou remanescentes estelares.

Como sabemos que o universo esquentou antes da festa começar

A técnica do “silêncio que fala”

Se o universo estivesse congelado antes da reionização, haveria um tipo específico de sinal na linha de 21 cm do hidrogênio que os astrônomos poderiam detectar — mas não encontraram o padrão esperado.

Trabalhar com ruído cósmico, interferência terrestre e galáxias próximas é como separar pérolas de um lago com peixes barulhentos: o time fez muita subtração de “foregrounds” para chegar ao que importava.

Essa ausência é, curiosamente, um sinal de presença: ela indica que o meio-intergaláctico já estava quente o suficiente para mudar o comportamento do gás — a hipótese de “começo gelado” para a reionização foi descartada.

Por que isso importa para o panorama cosmológico

A detecção da emissão de hidrogênio neutro (linha de 21 cm) é uma das promessas mais empolgantes da cosmologia observacional: permite sondar a chamada “Idade das Trevas” do universo quando as primeiras estrelas ainda não tinham nascido.

Saber que o gás intergaláctico pode ter sido aquecido por buracos negros ou fontes de raios-X bem cedo muda nossas estimativas de como as galáxias se formaram e como os ambientes ao redor evoluíram. Isso gera impacto nas simulações de evolução cósmica e na interpretação de observações do James Webb Space Telescope ou do futuro Square Kilometre Array.

Além disso, esse aquecimento prévio reduz amplitude a de temperatura que os modelos teriam que considerar — o universo não ficou em modo “freezer” antes de acender a luz.

Curiosidades que fazem a cabeça virar

·         O MWA está situado em uma região extremamente remota da Austrália — o silêncio rádio é fundamental para detectar sinais tão fracos.

·         O gás intergaláctico era predominantemente de hidrogênio neutro desde aproximadamente 380 000 anos após o Big Bang até o início da reionização.

·         Uma analogia: pense no universo como um bolo que esfriou, mas depois o forno voltou ao pré-aquecimento antes mesmo de o fermento ser ativado — aqui os “fermentos” seriam as primeiras estrelas, e os “raios-X” os aquecedores antecipados.

·         A linha de 21 cm é como uma “radiografia” do universo jovem — captá-la significa ver além da névoa primordial.

O que vem pela frente e o que ainda está em aberto

Ainda não foi detectado com clareza o sinal exato previsto para o início da reionização — ou seja: o “click” da transição ainda escorrega pelos dedos dos astrônomos. A equipe afirma que já sabemos que o universo não era super – frio, mas quanto quente estava exatamente e quais foram os agentes dominantes desse aquecimento ainda são perguntas em aberto.

Projetos futuros, como o Square Kilometre Array, prometem sensibilidade muito maior e poderão capturar essa assinatura fantasma com mais clareza.

Além disso, entender o impacto desses aquecedores precoces (buracos negros, raios-X, supernovas das primeiras estrelas) ajudará a calibrar melhor os modelos da evolução cósmica — e talvez teremos de ajustar o “script” de nossa interpretação do universo antigo.

No fim das contas, descobrimos que o universo pode não ter sido tão gelado antes de acender as luzes estelares — e isso me empolga bastante: saber que, em vez de um silêncio congelado, havia um murmurinho quente no cosmos faz a história cósmica parecer mais viva, mais dinâmica.

Hypescience.com