Uma explosão super brilhante no espaço revelou uma visão surpreendente dos ingredientes de duas galáxias antigas, atravessadas pelo poderoso raio de luz emitido pelo evento cósmico, dizem os cientistas.
Um grupo internacional de astrônomos estudou a breve, mas brilhante, luz da erupção de radiação gama, enquanto ela passou pela sua própria galáxia e outra que estava perto. Usando um grande telescópio no Chile, os pesquisadores descobriram que as duas galáxias – que se formaram com o universo ainda relativamente jovem – são mais ricas em elementos químicos pesados do que o sol.
A descoberta sugere que as duas são mais maduras quimicamente do que os astrônomos costumavam pensar sobre galáxias dessa idade.
“Quando estudamos a luz dessa explosão de radiação gama, nós não sabíamos o que poderíamos descobrir”, disse a líder do estudo, Sandra Savaglio, do Instituto Max-Planck de Física Extraterrestre, na Alemanha. “Foi uma surpresa o gás frio dessas galáxias ter uma formação química tão inesperada. Elas têm mais elementos pesados do que jamais vimos em uma galáxia tão antiga na evolução do universo. Não esperávamos que o universo fosse tão maduro, tão quimicamente evoluído, nessa idade”.
Explosões de radiação gama são as mais brilhantes e poderosas de todo o universo, ocorrendo tipicamente como produto da destruição de uma estrela massiva. Essas explosões, apesar de intensas, são breves, não durando mais do que poucas horas.
Erupções de luz
Explosões de raios gama são vistas primeiro por observatórios espaciais em órbita, que detectam o início dos raios. Após determinar a localização do estouro, telescópios na Terra são usados para estudar os raios de luz visível e infravermelhos que se sucedem por horas e até dias.
A explosão citada antes foi estudada detalhadamente apenas um dia após o evento. As observações mostraram que o estouro passou por duas galáxias muito distantes – tão distantes que elas têm 12 bilhões de anos, ou 1,8 bilhões de anos após o Big Bang. Esse tipo é tão raro no universo que dificilmente são pegos por uma explosão gama.
Quando os raios passaram por elas, o gás nas galáxias agiu como um filtro, absorvendo um pouco da luz. Sem o gama, esses distantes corpos seriam invisíveis.
Com a luz absorvida, os astrônomos cuidadosamente analisaram os diferentes elementos químicos e foram capazes de decifrar a composição do gás gelado.
Surpresa
Astrônomos pensavam que as galáxias nos estágios antigos do universo teriam quantidades menores de elementos pesados, se comparadas com as do presente – como a nossa Via Láctea. Elementos pesados são produzidos pela expansão de gerações de estrelas, que ao morrer e nascer enriquecem o gás das galáxias.
O material produzido pelo Big Bang, que é a teoria mais aceita para a origem do universo, há aproximadamente 13,7 bilhões de anos, era quase inteiramente hidrogênio e hélio. A maior parte dos elementos pesados, como oxigênio, nitrogênio e carbono, foram produzidos depois por reações internas das estrelas, que ao morrer injetaram gás nas galáxias.
Astrônomos geralmente olham a composição química para determinar a idade das galáxias. Mas agora, algo antes impensável foi revelado: que são possíveis elementos pesados em galáxias com menos do que dois bilhões de anos após o Big Bang.
De acordo com os pesquisadores, as duas galáxias recém-descobertas devem estar formando novas estrelas em uma marcha tremenda, o que poderia explicar como o gás está rico em elementos pesados.
Como as duas estão próximas, elas podem também estar em processo de fusão, fazendo com que as nuvens de gás se choquem, estimulando a formação de novas estrelas, afirmam os cientistas.
Momento de sorte
Doze bilhões de anos depois, no tempo presente, galáxias antigas como essas provavelmente contém um grande número de buracos negros, estrelas geladas e outros restos estelares. Essas “galáxias mortas” são difíceis de detectar porque emitem uma luz muito mais fraca do que as jovens.
“Nós fomos muito sortudos de observar o evento quando ainda estava suficientemente brilhante, então foi possível obter observações muito detalhadas”, disse Savaglio. “Explosões de raio gama só permanecem brilhantes em um curto espaço de tempo, e conseguir uma boa qualidade de dados é muito difícil”.
Os pesquisadores esperam observar galáxias novamente com instrumentos mais sensíveis, em telescópios futuros, como o Telescópio Europeu Extremamente Grande (E-ELT). O E-ELT, que está sendo construído na montanha Cerro, na parte central do Deserto do Atacama, no Chile, é cotado como o maior telescópio do mundo.[Space]