Um trio de galáxias foi visualizado ionizando hidrogênio 680 milhões de anos após o Big Bang
HONOLULU – Um trio de galáxias sopradoras de bolhas pode oferecer pistas sobre uma das maiores reformas cósmicas da história do universo.
Em algum momento durante o primeiro bilhão de anos do universo, a maioria dos átomos de hidrogênio no cosmos se ionizou quando seus elétrons foram arrancados. Os astrônomos suspeitam que essa reionização – assim chamada porque todo o hidrogênio havia sido ionizado anteriormente nas primeiras centenas de milhares de anos – foi desencadeada pela luz ultravioleta dura das primeiras gerações de estrelas.
Agora, os pesquisadores dizem que capturaram algumas galáxias explodindo luz ionizante e removendo elétrons do hidrogênio ao redor apenas 680 milhões de anos após o Big Bang. Nesse caso, essa seria a primeira evidência direta de um grupo de galáxias trabalhando juntas para ionizar o início do cosmos.
James Rhoads, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, apresentou os resultados em 5 de janeiro durante uma entrevista coletiva em uma reunião da Sociedade Astronômica Americana.
Para procurar galáxias ionizantes, a equipe procurou galáxias no universo remoto emitindo um comprimento de onda específico de luz ultravioleta. O hidrogênio neutro absorve esse comprimento de onda, impedindo-o de atingir a Terra, mas o hidrogênio ionizado permite que ele deslize. Usando o telescópio Mayall, de 4 metros, em Kitt Peak, no Arizona, Rhoads e colegas procuraram essa luz em uma faixa bem estudada do céu do norte. Eles encontraram três galáxias, amontoadas, brilhando com a luz que levou mais de 13 bilhões de anos para chegar à Terra.
Durante essa época, muito do hidrogênio do universo ainda era neutro. Mas a equipe argumenta que essas três galáxias criaram bolhas sobrepostas de hidrogênio ionizado em um mar de hidrogênio neutro, permitindo que a luz ultravioleta escape das galáxias sem impedimentos. A maior dessas bolhas é calculada em mais de 6 milhões de anos-luz de diâmetro, uma estimativa com base na quantidade de luz ionizante que a galáxia mais brilhante provavelmente emitiu ao longo de sua vida útil. Isso é grande o suficiente para que a expansão contínua do universo estenda a luz a um comprimento de onda mais longo durante o tempo de viagem, de modo que, quando atingir a borda da bolha, possa passar pelo hidrogênio neutro envolvente.
Embora a mais brilhante dessas três galáxias soubesse emitir luz ionizante, ninguém ainda havia notado que seus vizinhos também o fizeram, diz Brant Roberston, astrofísico da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não estava envolvido com essa pesquisa.
“O interessante sobre as galáxias estarem juntas é que elas podem trabalhar juntas como uma equipe”, diz Roberston. “Quando as bolhas ao redor se sobrepõem, fica mais fácil começar a ionizar uma região maior ao redor do que se cada um tivesse que trabalhar por conta própria em pequenas bolhas separadas”.
Essas galáxias estão tão distantes da Terra que é difícil medir mais do que algumas propriedades sobre elas, diz Rhoads. Portanto, é difícil dizer exatamente o que permite que as galáxias enviem tanta radiação ionizante.
Para lidar com essa pergunta, Rhoads e outros estão olhando mais perto de casa. “Estamos estudando galáxias próximas que são de natureza semelhante a essas”, diz ele. Ao investigar esses sistemas estelares mais próximos, “somos capazes de procurar tendências nas quais as propriedades da galáxia permitem que os fótons ionizantes escapem”.
Publicado em 07/01/2020
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