Em busca de um sinal antigo que poderia explicar o universo moderno

Compreender o universo não é fácil, pois é enorme e, acima de tudo, muito antigo. No entanto, um sinal de 12 bilhões de anos poderia nos dar informações valiosas sobre as primeiras estrelas e lançar luz sobre as origens do universo moderno, matéria escura e tudo mais.

Em todo o mundo, as antenas de rádio varrem os céus em busca do mesmo sinal fraco do “amanhecer cósmico”, uma época em que as primeiras estrelas nasceram há mais de 12 bilhões de anos.

espaço

Um sinal que vai revolucionar nossa compreensão do universo

O sinal não é uma mensagem de uma civilização extraterrestre, nem um sinal de um corpo celeste no limite do tempo. Na verdade, vem de um dos componentes mais simples do universo: átomos de hidrogênio neutros. Como esses átomos absorvem e liberam fótons com comprimento de onda de 21 centímetros, o sinal é alternativamente conhecido como sinal de hidrogênio neutro ou de sinal de 21 centímetros.

Se os cientistas conseguirem detectar esse sinal, eles finalmente conseguirão desvendar alguns dos mistérios mais antigos sobre a origem de tudo: galáxias, estrelas e até a enigmática matéria escura e energia escura que responde por 95% da massa do universo de acordo com os cientistas.

“Há muita competição para quem vai detectar primeiro, mas por outro lado também há colaboração e conhecimento que é compartilhado”disse Anastasia Fialkovpesquisador sênior do Kavli Institute for Cosmology em Cambridge, Reino Unido.

Lenta mas seguramente, os cientistas estão se aproximando dessa detecção crucial. Em setembro, em particular, uma equipe publicou uma nova estimativa de onde o sinal se originou. Essa estimativa foi cerca de 10 vezes mais precisa do que as estimativas anteriores. No ano passado, outra equipe conseguiu fazer a tentativa de detecção de sinal mais promissora até agora. Mas os resultados ainda estão em estudo.

Procurando o sinal de hidrogênio neutro

A detecção do sinal de hidrogênio neutro poderia abrir a primeira janela de observação no início de a época da reionização (EoR). É a era mais incompreendida da história do universo e começou algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

“Sabemos que o hidrogênio neutro existe, o sinal para o hidrogênio neutro também deve existir”afirma Leon Koopmansprofessor da Universidade de Groningen e pesquisador principal do LOFAR Epoch of Reionization Key Science Projectque usa o telescópio LOFAR para procurar o sinal do hidrogênio neutro.

Antes da EoR, houve uma era chamada idade das trevas cósmica, onde o universo foi privado da luz das estrelas. Foi durante a EoR que a estrutura básica do universo em que vivemos hoje se materializou, pontilhada de estrelas e galáxias banhadas em matéria escura e energia escura. Mas os cientistas não sabem quase nada sobre o período de aproximadamente 500 milhões de anos entre a Idade das Trevas e o universo moderno cheio de luz que conhecemos. A melhor maneira de finalmente sondar esse tempo inacessível é capturar esse sinal do hidrogênio neutro.

Mas sua detecção é uma das atividades mais difíceis em astronomia e cosmologia. Por uma boa razão, o sinal de 21 centímetros já era fraco quando foi emitido na madrugada cósmica. Depois de percorrer distâncias e escalas de tempo extremas para chegar até nós, o minúsculo sinal se encontra em meio a interferências mais fortes de galáxias, estrelas, nebulosas, mas também dispositivos que emitem ondas de rádio da Terra.

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