Grupo de galáxias a 13 bilhões de anos-luz de distância pode estar acabando com a ‘idade das trevas’ cósmica diante de nossos olhos

Este mapa ilustrado do universo mostra o grupo de galáxias EGS77 limpando a névoa cósmica do universo primitivo, cerca de 13 bilhões de anos atrás.

Essas três galáxias são algumas das mais antigas já vistas, e trabalham duro para remodelar o universo.

Por centenas de milhões de anos após o Big Bang, o universo inteiro foi uma espessa sopa de átomos de hidrogênio nadando na escuridão total. Tão denso foi esse goulash cósmico que a primeira luz das primeiras estrelas existentes não pôde penetrá-lo – a névoa de hidrogênio simplesmente absorveu e dispersou a luz das estrelas em círculos, aprisionando o universo em uma idade das trevas cósmica como sempre mais estrelas, galáxias e preto buracos lentamente ardiam em vida.

Tudo mudou depois de cerca de 500 milhões de anos, quando uma grande reforma cósmica chamada época da reionização começou. À medida que as galáxias antigas se tornavam cada vez maiores e irradiavam energia mais poderosa, começaram a queimar a névoa cósmica que as cercava ao dividir (ou ionizar) átomos de hidrogênio em um plasma de prótons e elétrons livres. De repente, a luz poderia viajar através do cosmos – primeiro através de “bolhas” de plasma em torno de grandes galáxias, depois mais e mais longe quando várias bolhas começaram a se expandir e se sobrepor.

Agora, pela primeira vez, os astrônomos acreditam ter detectado três daquelas bolhas que limpam a neblina trabalhando arduamente, remodelando o universo em um grupo de galáxias a 13 bilhões de anos-luz de distância.

Em um estudo apresentado esta semana na conferência da American Astronomical Society em Honolulu e submetido à publicação em uma edição futura do The Astrophysical Journal, uma equipe internacional de astrônomos identificou um trio de galáxias distantes que parecem estar irradiando algumas das primeiras luzes já observado. O grupo galáxia, chamado EGS77, data de aproximadamente 680 milhões de anos após o Big Bang (aproximadamente 5% da idade atual do universo, de 13,8 bilhões de anos) e parece estar cercado por três bolhas de plasma sobrepostas – o que significa que essas galáxias pioneiras podem ter sido apanhados no ato de reionizar seu canto do universo e acabar com a idade das trevas cósmica.

“O EGS77 formou uma grande bolha que permite que sua luz viaje para a Terra”, disse o co-autor do estudo Vithal Tilvi, pesquisador da Arizona State University, em comunicado. “Eventualmente, bolhas como essas cresceram ao redor de todas as galáxias e preencheram o espaço intergaláctico, reionizando o universo e abrindo caminho para a luz viajar através do cosmos.”

Para encontrar essas galáxias antigas para limpar o nevoeiro, os pesquisadores pesquisaram uma pequena seção do espaço para determinar o comprimento de onda preciso da luz ultravioleta emitida pelas estrelas mais antigas, também conhecidas como emissões de Lyman-alfa. A luz começa em um comprimento de onda de 121,6 nanômetros, mas, depois de viajar bilhões de anos pelo universo em expansão, se estende lentamente até o alcance do infravermelho próximo (700 nanômetros a 1 milímetro), que é mais fácil de detectar com os telescópios terrestres.

A pesquisa revelou três manchas de espaço sobrepostas que pareciam emitir os comprimentos de onda exatos típicos de estrelas antigas ionizando seus arredores. A equipe comparou essas observações com os dados de dois outros telescópios e confirmou que as galáxias estavam a cerca de 13 bilhões de anos-luz de distância, tornando-as o grupo de galáxias mais distantes já detectado e colocando-as na fronteira da época da reionização.

“O EGS77 é o primeiro grupo de galáxias capturado no ato de limpar essa névoa cósmica”, disse o co-autor do estudo, James Rhoads, do Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland, em comunicado.

Publicado em 10/01/2020

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