Um estudo publicado na revista Nature Astronomy traz novas pistas sobre o surgimento das primeiras estrelas do Universo, que nasceram durante o período conhecido como Amanhecer Cósmico.
Como essas estrelas antigas são invisíveis até mesmo para os telescópios mais modernos, os astrônomos buscam sinais indiretos que ajudem a contar essa parte da história cósmica.
Pesquisadores liderados por cientistas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, mostraram que é possível aprender sobre essas estrelas por meio de um sinal de rádio emitido por átomos de hidrogênio cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang. Esse sinal, conhecido como “linha de 21 centímetros”, ainda viaja pelo espaço e pode ser detectado com radiotelescópios.
Ele aparece quando o hidrogênio é influenciado pela radiação de estrelas e buracos negros recém-formados, criando uma variação que pode ser captada e analisada para revelar dados sobre a massa, o brilho e a quantidade das primeiras estrelas. Essas informações ajudam a entender como o Universo evoluiu e se organizou ao longo do tempo.
Leia mais:
Grandes telescópios em construção vão acelerar a pesquisa
Em um comunicado, a professora Anastasia Fialkov, do Instituto de Astronomia de Cambridge, afirma que essa é uma chance única de descobrir como a luz apareceu pela primeira vez no cosmos. Ela lidera a equipe teórica do projeto REACH (sigla para Experimento de Rádio para Análise de Hidrogênio Cósmico), uma antena de rádio desenvolvida para detectar esses sinais fracos. Essa antena está em fase de calibração e será usada em uma estação na África do Sul.
Outro projeto em andamento, importante para esse tipo de investigação, é o SKA (Matriz de Quilômetro Quadrado), uma enorme rede de antenas instaladas pela Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e outros países africanos. Quando concluído, o SKA deve se tornar o maior telescópio do mundo. Espera-se que, ao mapear grandes regiões do céu, ele consiga identificar variações na linha de 21 centímetros.
O novo estudo apresenta um modelo teórico que prevê como esse sinal varia de acordo com a massa das primeiras estrelas, conhecidas como População III. Além disso, os pesquisadores analisaram o impacto das fortes emissões de raios-X de sistemas binários (pares de estrelas, sendo uma delas colapsada) na linha de 21 centímetros.
Linha de 21 centímetros é sensível à presença de estrelas
Pesquisas anteriores não incluíam esses detalhes, o que limitava a precisão das previsões. Ao integrar os efeitos dos sistemas binários e da radiação estelar, o novo modelo oferece uma visão mais completa do passado cósmico. Os resultados indicam que o sinal é muito sensível à presença dessas estrelas e pode revelar informações antes inacessíveis.
Apesar de não produzirem imagens como os telescópios ópticos, radiotelescópios são essenciais para estudar regiões invisíveis do espaço. Eles conseguem captar sinais fracos emitidos por grandes populações de estrelas e galáxias. Essa abordagem permite explorar o que aconteceu nos primeiros momentos após o surgimento do Universo.
“É preciso um pouco de imaginação para conectar dados de rádio à história das primeiras estrelas, mas as implicações são profundas”, disse Fialkov.