Quando o universo “acordou”?

Por , em 14.02.2020

Uma nova pesquisa pode ter descoberto em que época o nosso universo finalmente “despertou”, transformando-se de um ambiente neutro a um ionizado, cheio de energia em suas galáxias e estrelas.

Transformação

No novo estudo, os astrônomos identificaram algumas das mais antigas galáxias do universo: elas estavam totalmente formadas quando ele tinha apenas 680 milhões de idade.

Os pesquisadores descobriram ainda que essas galáxias já estavam liberando radiação ultravioleta extrema em seus arredores nesse período.

Isso ajudou a formar bolhas gigantes nas quais gás neutro se tornou energizado e ionizado, o que ofereceu aos cientistas a primeira evidência de uma época “transformativa” em nosso universo.

Neutralidade, confusão, neutralidade, amanhecer cósmico

A história do universo é um pouco complicada. Nos seus primeiros dias, tudo era uniforme: praticamente a mesma densidade média em todos os pontos. Tudo era também bastante neutro. Nem sempre foi assim, claro.

Nas primeiras centenas de milhares de anos após o Big Bang, nosso universo era um plasma quente e denso. Todo esse “caos” terminou quando ele completou 380.000 anos, porém. Neste ponto, as coisas se “espalharam” e as temperaturas baixaram o suficiente para que os elétrons se combinassem e formassem os primeiros átomos de hidrogênio e hélio.

Depois disso, por milhões de anos, o universo retornou e permaneceu naquele mesmo estado de neutralidade entediante.

Em algum momento, contudo, o universo se expandiu e esfriou, e “manchas” de gás um pouco mais densas do que o ambiente ao seu redor começaram a surgir. Esses locais atraíram material de sua vizinhança para eles, criando as primeiras estrelas e galáxias em um universo anteriormente mudo e pacífico, o que é conhecido como “amanhecer cósmico”.

Reionização

Hoje, a maioria do material com o que nós interagimos é feito de átomos. Mas essa situação é quase uma “exceção” – a maior parte do universo é plasma, do exato mesmo jeito que era lá atrás, quando ele nasceu. O sol, outras estrelas, nebulosas, o ambiente entre as estrelas – é tudo plasma.

Peraí, o que estamos perdendo, então? Aos 380.000 anos de idade, nosso universo se transformou de plasma em gás neutro; agora, é quase todo plasma de novo. O que aconteceu nesse meio tempo?

Segundo os astrônomos, qualquer coisa que tenha causado essa “reionização” deve ter acontecido muito cedo na história do universo, uma vez que suas evidências parecem muito antigas.

De uma forma geral, os cientistas creem que uma liberação de radiação ultravioleta gerou as primeiras estrelas, e que a morte desses primeiros objetos fez o universo retornar a um estado de plasma.

Ainda assim, não sabem exatamente quando tudo isso teria acontecido. Em outras palavras, quando o universo “acordou” e formou as primeiras estrelas, e quando elas reionizaram o ambiente?

Novas evidências

Agora, os cientistas estão mais perto de entender quando essas coisas aconteceram graças à descoberta de três galáxias antigas, de 680 milhões de anos, que já emanavam radiação ultravioleta extrema e liberavam bolhas de plasma ionizado naquela época.

Ou seja, tal radiação derivada das galáxias estava transformando o universo ao seu redor, o que representa a primeira evidência clara da época da reionização em andamento.

Enquanto os astrônomos já haviam deduzido que essa reionização teria se acabado quando o universo completou um bilhão de anos, também não suspeitavam que tivesse acontecido tão cedo.

Próximos passos

As galáxias recém-identificadas são excelentes candidatas para observação pelo Telescópio Espacial James Webb.

Ele está sendo projetado especificamente para estudar esta era da história cósmica, de forma que pode encontrar mais exemplos de reionização e ajudar os cientistas a compreender melhor essa época transformadora do passado do nosso universo.

Um artigo sobre o estudo foi publicado no arXiv.org. [LiveScience]

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