Um radiotelescópio na África do Sul captou um sinal enviado há oito bilhões de anos, quando o Universo ainda não tinha nem metade da idade atual. Por trás dele está a colisão colossal de duas galáxias - intensificada por uma rara “coincidência” cósmica que direcionou o feixe até nós como se passasse por uma lente natural.
Um sinal de rádio percorre mais de oito bilhões de anos até a África
No centro da observação está um objeto de nome pouco chamativo: HATLAS J142935.3-002836. Por trás dessa identificação de catálogo existe um par de galáxias em colisão a uma distância imensa: cerca de oito bilhões de anos-luz da Terra. Isso quer dizer que as ondas de rádio agora detectadas partiram quando o cosmos tinha por volta de cinco bilhões de anos.
Em geral, sinais desse tipo se enfraquecem tanto ao longo da viagem que até grandes radiotelescópios já não conseguem separá-los do ruído de fundo. Desta vez, porém, algo incomum aconteceu no caminho.
Entre a fonte e a Terra havia, por acaso, outra galáxia, cuja gravidade distorce o espaço e amplifica o sinal de rádio distante como uma lente óptica.
Essa chamada lente gravitacional funciona como uma enorme lupa cósmica. A massa da galáxia intermediária curva o espaço e concentra as ondas de rádio vindas da colisão distante. Com isso, a intensidade medida aumenta muitas vezes. Foi justamente essa combinação entre fonte, lente e Terra que tornou o feixe visível para o instrumento sul-africano.
MeerKAT como janela de rádio para o Universo profundo
O sinal foi recebido pelo conjunto de radiotelescópios MeerKAT, instalado no deserto do Karoo, na África do Sul. O sistema é formado por 64 antenas parabólicas que operam em conjunto como se fossem um único telescópio gigantesco. O MeerKAT varre uma grande área do céu do hemisfério sul em frequências de rádio, buscando especialmente sinais fracos de galáxias muito distantes.
A equipe liderada pelo astrofísico Marcin Glowacki, da Universidade de Pretória, analisou dados do MeerKAT Absorption Line Survey. Nesse programa, pesquisadores examinam os registros em busca de assinaturas de rádio características de gases e moléculas no espaço. Foi nesses dados que o grupo encontrou um sinal que se destacava claramente do fundo habitual.
A análise mostrou que o feixe vem de um chamado hidroxila megamaser, que neste caso se revelou muito mais intenso do que todos os exemplos já observados desse tipo. Por isso, os pesquisadores propõem o termo “gigamaser” - uma espécie de versão extrema desse laser cósmico.
Quando galáxias colidem e lasers espaciais entram em ação
A origem física do sinal está em moléculas de hidroxila (OH) presentes em uma gigantesca zona de colisão entre duas galáxias. Quando dois sistemas com bilhões de estrelas se chocam, enormes nuvens de gás e poeira são submetidas a pressões intensas.
Essa compressão desencadeia vários processos ao mesmo tempo:
- Nuvens de gás são comprimidas e aquecidas.
- Moléculas como a hidroxila entram em um estado energético excitado.
- Novas estrelas passam a se formar em ritmo excepcionalmente alto.
- Ondas de choque e radiação aquecem ainda mais o ambiente.
No caso de HATLAS J142935, as condições atingem um nível extremo: segundo estimativas, ali se formam por ano estrelas que somam várias centenas de massas solares. Esse estado contínuo de atividade mantém as moléculas de hidroxila em uma condição na qual elas emitem energia preferencialmente em um comprimento de onda de rádio muito específico.
O resultado é um maser cósmico - um parente do laser, mas que emite ondas de rádio em vez de luz visível.
Esses megamasers funcionam como faróis naturais no Universo. Sua radiação direcionada e amplificada se destaca mesmo a distâncias enormes. O gigamaser agora observado supera os casos conhecidos em brilho e, com isso, oferece indícios de processos especialmente violentos na região central dessas galáxias em fusão.
O que as ondas de rádio revelam sobre galáxias distantes
Para a ciência, megamasers estão longe de ser apenas curiosidades. Seus sinais permitem mapear a distribuição de gás molecular em galáxias remotas. A partir disso, é possível inferir com que intensidade novas estrelas estão nascendo e como as galáxias mudam durante colisões.
Cada nova fonte identificada ajuda a estimar melhor com que frequência essas fusões gigantescas aconteciam no Universo jovem. A expectativa dos cientistas é usar isso para compreender como grandes galáxias atuais - inclusive a Via Láctea - chegaram à forma que têm hoje.
MeerKAT como precursor do megaprojeto SKA
A observação atual é considerada o primeiro hidroxila gigamaser detectado com a ajuda de uma lente gravitacional. Isso reforça uma estratégia observacional em que muitos grupos apostam há anos: quando lente, fonte e Terra se alinham de forma favorável, o número de sinais detectáveis cresce drasticamente.
É justamente essa ideia que os pesquisadores querem expandir fortemente nos próximos anos. O MeerKAT funciona como campo de testes para o grande projeto internacional Square Kilometre Array (SKA). Essa rede com milhares de antenas na África do Sul e na Austrália deverá elevar de forma significativa a sensibilidade atual em rádio.
| Instrumento | Localização | Destaque |
|---|---|---|
| MeerKAT | África do Sul, deserto do Karoo | 64 antenas, alta sensibilidade no céu do hemisfério sul |
| SKA (Fase 1) | África do Sul e Austrália | Milhares de antenas, cerca de dez vezes mais sensível que o MeerKAT |
Com o início das primeiras fases do SKA, previsto para começar por volta de 2028, as equipes esperam encontrar milhares de megamasers até agora ocultos. Regiões com aglomerados massivos de galáxias são especialmente promissoras, porque nelas muitas lentes gravitacionais podem atuar ao mesmo tempo. Essas áreas do céu deverão ser monitoradas de forma direcionada e frequente.
Um novo mapa do Universo em rádio
A análise combinada dos dados do MeerKAT e do SKA deverá produzir um mapa em rádio do cosmos distante sem precedentes. A partir dele, será possível acompanhar tendências de formação estelar ao longo de bilhões de anos - inclusive em distâncias nas quais telescópios ópticos já encontram seus limites.
Gigamasers como o recém-descoberto servem, nesse contexto, como pontos de referência. Eles indicam locais do Universo onde existem condições decisivas também para a evolução de buracos negros supermassivos e aglomerados estelares densos. Estudos sistemáticos dessas fontes podem testar modelos sobre o crescimento dos núcleos galácticos.
O que significam termos como maser, lente gravitacional e ano-luz
Muitos desses conceitos soam como ficção científica, mas descrevem fenômenos físicos bastante concretos. Um maser é, em essência, um laser que emite ondas de rádio no lugar de luz visível. A amplificação ocorre quando muitas moléculas idênticas, no mesmo estado excitado, “disparam” ao mesmo tempo e liberam energia na mesma direção e no mesmo comprimento de onda.
A lente gravitacional atua de maneira totalmente diferente: ela se baseia na teoria da relatividade geral. A massa deforma o espaço, e a luz ou as ondas de rádio seguem essa curvatura. Quando fonte distante, lente e observador ficam quase exatamente alinhados, um sinal fraco pode gerar várias imagens muito mais intensas.
Já o ano-luz não é uma unidade de tempo no sentido literal, mas de distância: corresponde ao trajeto que a luz - ou as ondas de rádio - percorre em um ano no vácuo, quase 9,5 trilhões de quilômetros. Com uma distância de oito bilhões de anos-luz, o sinal atual mostra quão profundamente os radiotelescópios conseguem olhar para o passado do cosmos.
À primeira vista, descobertas desse tipo podem parecer abstratas, mas têm valor muito prático para a astronomia. Quanto melhor os pesquisadores entendem processos como colisões galácticas, fluxos de gás e emissão de masers, mais confiáveis se tornam as simulações do passado e do futuro cósmico. Disso surgem modelos úteis também para planejar novas missões, projetar telescópios e procurar fenômenos raros.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário