Caros Leitores;
Galáxias antigas e distantes poderiam ajudar os cientistas a entender como o Universo voltou a se transformar em plasma.
(Imagem: © Goddard Space Flight Center da NASA)
Paul M. Sutter é astrofísico da Stony Brook University e do Flatiron Institute, apresentador de Ask a Spaceman e " Space Radio ", e autor de " Your Place in the Universe ". Sutter contribuiu com este artigo para Expert Voices: Op-Ed & Insights da Space.com .
Foi um grande momento para o nosso cosmos quando as primeiras estrelas despertaram, mas é algo esquivo para os cientistas.
Em novas pesquisas, no entanto, uma equipe de astrônomos identificou algumas das galáxias mais antigas já vistas. Esses objetos já estavam completamente formados quando o Universo tinha apenas 680 milhões de anos, segundo os cientistas, que também encontraram evidências de que essas galáxias estavam inundando seu ambiente com extrema radiação ultravioleta.
Essa inundação formou bolhas gigantescas, onde o gás neutro se energizou e ionizou, oferecendo aos astrônomos a primeira imagem direta de uma grande época de transformação em nosso Universo.
Antes do amanhecer
Há muito tempo, não havia uma única estrela brilhando no Universo. Nos primeiros dias do nosso cosmos, tudo era bastante uniforme: praticamente a mesma densidade média de um lugar para outro. Um pouco chato, realmente.
Também era deprimente neutro, uma grande mudança desde os primeiros dias do Universo. Ainda mais cedo, nas primeiras centenas de milhares de anos após o Big Bang , nosso Universo era tão quente e denso que era plasma; o constante empurrão entre bochechas e bochechas havia destruído átomos em seus elétrons e núcleos constituintes.
Mas todo esse caos terminou quando o Universo completou 380.000 anos. Foi quando as coisas se espalharam o suficiente e as temperaturas foram baixas o suficiente para que os elétrons se combinassem com suas famílias nucleares e formassem os primeiros átomos de hidrogênio e hélio . Com esse evento, veio a liberação de uma tremenda quantidade de radiação que ainda hoje conhecemos e amamos: o fundo cósmico de microondas .
Por milhões de anos, o Universo permaneceu nesse estado de silenciosa neutralidade. Mas quando o Universo se expandiu e esfriou, pequenas sementes começaram a se formar; manchas desse gás eram, por acaso, um pouco mais densas que o ambiente. Esse aprimoramento minúsculo deu a eles uma pequena margem gravitacional, atraindo material da vizinhança para eles. Por terem crescido, tiveram uma influência gravitacional ainda maior, puxando mais material sobre eles e assim por diante.
Pouco a pouco, ao longo de eras, as primeiras estrelas e galáxias cresceram no Universo silencioso, escuro e neutro.
O amanhecer cósmico desperta
Não sabemos exatamente quando as primeiras estrelas se formaram, mas sabemos que, quando o fizeram, o fizeram de uma maneira grande e fantástica. Isso porque o Universo não é mais neutro - é ionizado.
A maior parte do material com o qual você interage diariamente é composta de átomos completos; todos os núcleos estão obedientemente cercados por conchas de elétrons, zunindo e se combinando na dança maravilhosa e complicada que chamamos de química.
Mas esta situação é única. De longe, a grande maioria da matéria no Universo hoje é um plasma , o mesmo estado em que estava há muito, muito tempo, elétrons e núcleos livres para viver suas vidas separadas. O Sol? Plasma. Outras estrelas? Plasma. Nebulosas? Plasma. O material entre todas as estrelas e nebulosas? Plasma.
Quando nosso universo tinha 380.000 anos de idade, ele se transformou do plasma em um gás neutro. Hoje, mais de 13 bilhões de anos depois, é principalmente plasma novamente. Algo deve ter acontecido; algo deve ter destruído todos esses átomos no Universo. E, considerando que observamos o Universo como plasma o mais tardar possível, para algumas das primeiras estrelas e galáxias a aparecerem no palco cósmico, o que causou essa " reionização " deve ter acontecido bem cedo.
Os astrônomos pensam que a extrema radiação ultravioleta emitida pela primeira geração de estrelas (e suas mortes como explosões de supernovas) transformou nosso Universo novamente em plasma. Mas, frustrantemente, não sabemos exatamente quando. Mesmo nossos telescópios mais poderosos e as pesquisas mais profundas ainda não têm a capacidade de espiar tão longe no universo. Podemos ver claramente o fundo cósmico da microonda, e podemos ver claramente o Universo como é hoje, mas os bits do meio são atualmente um mistério cosmológico.
Não sabemos quando as primeiras estrelas apareceram - um evento que os astrônomos chamam de "madrugada cósmica" - e não sabemos quando começou a "época da reionização" que se seguiu.
Soprando bolhas
Mas essa situação está começando a mudar. Começa a busca por galáxias cada vez mais velhas, juntamente com levantamentos de gás em seu entorno, enquanto tentamos lidar com essa importante fase pubescente no crescimento e evolução do nosso Universo. Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores encontrou três galáxias extremamente fracas, incrivelmente pequenas e incrivelmente distantes.
Essas diminutas galáxias já estavam totalmente formadas e operando quando nosso Universo tinha apenas 680 milhões de anos. Isso não é surpreendente - descobrimos galáxias tão antigas antes - mas, neste estudo, os pesquisadores acrescentaram uma nova ruga: ao examinar a radiação que emana do ambiente próximo ao trio, descobriram que as galáxias já haviam começado a soprar bolhas. de plasma ionizado em seus arredores.
Em outras palavras, a radiação que sai das galáxias já havia começado a transformar o Universo ao seu redor, como as espinhas na testa de um adolescente. Este é o primeiro sinal claro da época da reionização em andamento. E, embora os astrônomos deduzissem que o Universo havia terminado de se reionizar quando atingiu seu primeiro bilionésimo aniversário, ninguém suspeitava que isso pudesse acontecer tão cedo.
Essas galáxias são excelentes alvos para o próximo Telescópio Espacial James Webb, projetado especificamente para estudar esta era da nossa história cósmica. Se o resultado persistir e mais exemplos de reionização forem encontrados, poderemos finalmente entender essa época transformadora do passado violento do nosso Universo.
A pesquisa é descrita em um artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv.org em 7 de janeiro.
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Nenhum comentário:
Postar um comentário