MADRID 20 jun. (EUROPA PRESS) -
O estudo de um sinal de rádio específico, originado apenas cem milhões de anos após o Big Bang, pode ser a chave para a compreensão das massas das primeiras estrelas.
Esse sinal é criado por átomos de hidrogênio que preenchem os espaços entre as regiões de formação de estrelas.
Ao estudar como as primeiras estrelas e seus remanescentes afetaram esse sinal, chamado de sinal de 21 centímetros, uma equipe internacional liderada por astrofísicos de Cambride mostrou que os futuros radiotelescópios nos ajudarão a entender o universo primitivo e como ele se transformou de uma massa quase homogênea, composta principalmente de hidrogênio, para a incrível complexidade que observamos hoje. Seus resultados foram publicados na revista Nature Astronomy.
"Esta é uma oportunidade única de aprender como a primeira luz do universo emergiu da escuridão", disse o coautor, Professor Anastasia Fialkov, do Instituto de Astronomia de Cambridge. "A transição de um universo frio e escuro para um cheio de estrelas é uma história que estamos apenas começando a entender.
O estudo das estrelas mais antigas do universo baseia-se no brilho fraco do sinal de 21 centímetros, um sinal sutil de energia de mais de 13 bilhões de anos atrás. Esse sinal, influenciado pela radiação das primeiras estrelas e buracos negros, oferece uma rara janela para a infância do universo.
Fialkov lidera o grupo teórico do REACH (Radio Experiment for the Analysis of Cosmic Hydrogen). O REACH é uma antena de rádio e um dos dois principais projetos que podem nos ajudar a entender a Aurora Cósmica e a Época da Reionização, quando as primeiras estrelas reionizaram os átomos de hidrogênio neutro no universo.
Embora o REACH, que capta sinais de rádio, ainda esteja em sua fase de calibração, ele promete revelar dados sobre o início do universo. Enquanto isso, o Square Kilometre Array (SKA), um enorme conjunto de antenas em construção, mapeará as flutuações de sinais cósmicos em vastas regiões do céu.
Ambos os projetos são vitais para o estudo das massas, luminosidades e distribuição das primeiras estrelas do universo. No estudo atual, Fialkov, que também é membro do SKA, e seus colaboradores desenvolveram um modelo que prevê o sinal de 21 centímetros tanto para o REACH quanto para o SKA, e descobriram que o sinal é sensível às massas das primeiras estrelas.
"Somos o primeiro grupo a modelar de forma consistente a dependência do sinal de 21 centímetros em relação às massas das primeiras estrelas, incluindo o impacto da luz ultravioleta estelar e das emissões de raios X de binários de raios X produzidos quando as primeiras estrelas morrem", disse Fialkov, também membro do Kavli Institute of Cosmology em Cambridge. "Essas percepções são derivadas de simulações que integram as condições primordiais do universo, como a composição de hidrogênio e hélio produzida pelo Big Bang.
Ao desenvolver seu modelo teórico, os pesquisadores estudaram como o sinal de 21 centímetros reage à distribuição de massa das primeiras estrelas, conhecidas como estrelas da População III. Eles descobriram que estudos anteriores haviam subestimado essa conexão, pois não consideraram o número e o brilho dos binários de raios X (sistemas binários compostos por uma estrela normal e uma estrela colapsada) entre as estrelas da População III, nem como eles afetam o sinal de 21 centímetros.
Ao contrário dos telescópios ópticos, como o Telescópio Espacial James Webb, que capturam imagens vívidas, a radioastronomia se baseia na análise estatística de sinais fracos. O REACH e o SKA não poderão fazer imagens de estrelas individuais, mas fornecerão informações sobre populações inteiras de estrelas, binários de raios X e galáxias.
"É preciso um pouco de imaginação para conectar os dados de rádio à história das primeiras estrelas, mas as implicações são profundas", disse Fialkov.
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