Uma galáxia com “vazamentos” pode estar oferecendo pistas sobre uma vasta reforma cósmica imposta ao universo durante sua juventude.
Cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, algo retirou quase todos os elétrons de quase todos os átomos de hidrogênio no universo. Essa “reionização” intriga os astrônomos, que não conseguem dar conta de toda a energia necessária para fazer uma mudança tão ampla. (veja o artigo relacionado aqui : Galáxias fracas e distantes podem ter impulsionado uma reforma do universo).
Uma galáxia apelidada de Arco Sunburst pode ajudar. Parece estar lançando radiação ultravioleta ionizante através de um pequeno buraco (ou buracos) esculpido no gás que permeia a galáxia, relatam pesquisadores na Science, em 8 de novembro. Canais semelhantes na primeira geração de galáxias poderiam ter proporcionado uma saída de emergência para que luz severa destruísse o hidrogênio intergalático.
Enquanto estrelas jovens maciças podem produzir radiação ionizante, a luz tem problemas para navegar pelos emaranhados de gás e poeira na galáxia hospedeira. “Nem tudo pode sair da galáxia, e muito menos reionizar o meio intergaláctico”, diz Brant Robertson, astrônomo da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não participou da pesquisa. E, no entanto, saia disso, dado o que aconteceu com o inventário cósmico do hidrogênio.
A procura direta de radiação ionizante das primeiras galáxias está fora de questão. Nuvens de gás interferentes absorvem essa luz fraca muito antes de chegar à Terra. “O caminho a seguir é procurar análogos [mais próximos]”, diz Joanna Bridge, astrônoma da Universidade de Louisville, em Kentucky, que também não faz parte deste estudo. “Procuramos galáxias semelhantes … e entendemos os processos físicos que podem ter ocorrido”.
Essa galáxia mostrada acima é a Sunburst Arc, uma galáxia na pequena constelação do sul de Apus, cuja luz leva quase 11 bilhões de anos para chegar à Terra – longe, mas não tão longe quanto as galáxias responsáveis pela reionização. Parte do que torna o Arco Sunburst especial é que ele se esconde atrás de um aglomerado de galáxias muito mais próximo. A gravidade desse aglomerado amplifica e difunde a luz do Arco do Sol em um arco – daí seu apelido – criando 12 imagens distorcidas da galáxia manchadas no céu.
Sem essa assistência gravitacional, “provavelmente não teríamos notado”, diz Thøger Emil Rivera-Thorsen, astrônomo da Universidade de Estocolmo. “Seria apenas mais um pontinho de milhões.”
Há dois anos, Rivera-Thorsen e colegas observaram que um comprimento de onda específico da luz ultravioleta desta galáxia parecia surgir através de pequenas lacunas em seu gás hidrogênio, como a água através de uma peneira. Essa luz não é energética o suficiente para ionizar o hidrogênio. Mas, através dessas lacunas, a equipe hipotetizou que uma luz ionizante mais energética também poderia escapar.
Para testar sua idéia, a equipe apontou o Telescópio Espacial Hubble para o Arco Sunburst. Nas 12 imagens distorcidas gravitacionalmente, os pesquisadores viram luz ultravioleta capaz de ionizar o hidrogênio explodindo em uma pequena região da galáxia. A fonte da luz ultravioleta coincide com uma mancha de luz brilhante vista nas imagens anteriores do Hubble, luz que a equipe suspeita irradia de um bolsão de intensa formação estelar de não mais do que 520 anos-luz de diâmetro. Os cientistas pensam que a radiação ionizante dessas jovens estrelas está usando um ou alguns buracos no gás circundante para escapar para o espaço intergalático.
“Este objeto é um laboratório único para entender a maneira detalhada pela qual os fótons ionizantes saem de uma galáxia”, diz Robertson. A descoberta também lembra uma galáxia muito mais próxima, onde alguns anos atrás os astrônomos relataram um vazamento similar de luz ionizante.
Ainda não se sabe se isso realmente é uma peça que falta no quebra-cabeça da reionização. “Na parte do universo que estudamos, esta é uma galáxia atípica”, diz Rivera-Thorsen. De centenas de milhares que a equipe analisou, nenhuma outra galáxia parece se comportar dessa maneira. Não se sabe se tais vias abertas no gás eram mais comuns em galáxias anteriores. “Essa ainda é uma pergunta em aberto”, diz ele.
Publicado em 18/11/2019
Artigo original: https://www.sciencenews.org/article/light-leaking-distant-galaxy-hints-reionization-origins
Artigo relacionado: https://terrarara.com.br/astrofisica/galaxias-e-clusters-globulares/galaxias-fracas-e-distantes-podem-ter-impulsionado-uma-reforma-do-universo/
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