Logo acima do deserto do Karoo, na África do Sul, um conjunto de radiotelescópios captou um “eco” do cosmos que atravessou cerca de 8 bilhões de anos até chegar aqui. O sinal nasceu quando o Universo ainda não tinha nem metade da idade atual - e veio de um evento violento: a colisão de duas galáxias, cuja emissão acabou reforçada por um raro alinhamento cósmico que funcionou como uma lente natural apontada na nossa direção.
Ein Funksignal reist über acht Milliarden Jahre bis nach Afrika
No centro da medição está um objeto identificado pelo nome pouco convidativo HATLAS J142935.3-002836. Por trás do código, existe um par de galáxias em processo de colisão a uma distância enorme: cerca de 8 bilhões de anos-luz da Terra. Isso significa que as ondas de rádio detectadas agora partiram quando o Universo tinha por volta de 5 bilhões de anos.
Em geral, sinais assim se espalham e enfraquecem tanto no caminho que até radiotelescópios grandes têm dificuldade de separá-los do ruído de fundo. Só que, desta vez, aconteceu algo especial no trajeto.
Entre a fonte e a Terra, por acaso havia outra galáxia, cuja gravidade deformou o espaço e amplificou o sinal de rádio distante como se fosse uma lente óptica.
Essa chamada lente gravitacional age como uma lupa gigantesca no espaço. A massa da galáxia intermediária curva o espaço e concentra as ondas de rádio vindas da colisão distante. Com isso, a intensidade medida sobe várias vezes. Foi essa combinação entre fonte, lente e Terra que tornou o feixe visível para o instrumento sul-africano.
MeerKAT als Radioblick ins tiefe All
Quem captou o sinal foi o arranjo de radiotelescópios MeerKAT, no deserto do Karoo, na África do Sul. O sistema reúne 64 antenas parabólicas que, em conjunto, funcionam como um único telescópio muito maior. O MeerKAT varre uma grande parte do céu do hemisfério sul em rádio e procura, de forma direcionada, emissões fracas de galáxias distantes.
A equipe liderada pelo astrofísico Marcin Glowacki, da Universidade de Pretória, analisou dados do MeerKAT Absorption Line Survey. Nesse programa, pesquisadores vasculham as observações em busca de assinaturas de rádio características de gás e moléculas no espaço. Foi nesse conjunto de dados que o grupo encontrou um sinal que se destacava claramente do fundo.
A análise mostrou: o feixe vem de um chamado megamaser de hidroxila, que neste caso é ainda mais poderoso do que qualquer outro exemplar observado até hoje. Por isso, os pesquisadores sugerem chamá-lo de “gigamaser” - uma espécie de versão turbinada desse tipo de “laser” cósmico.
Wenn Galaxien kollidieren und Weltraum-Laser zünden
A origem física do sinal está em moléculas de hidroxila (OH) presentes numa enorme zona de colisão entre duas galáxias. Quando dois sistemas com bilhões de estrelas se chocam, nuvens gigantes de gás e poeira ficam submetidas a pressões extremas.
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 se formam em uma taxa excepcionalmente alta.
- Ondas de choque e radiação aquecem ainda mais o ambiente.
No caso de HATLAS J142935, as condições chegam a um nível extremo: estimativas indicam que ali se formam, por ano, estrelas com uma soma total de várias centenas de massas solares. Esse “modo fogos de artifício” sustentado mantém as moléculas de hidroxila num estado em que elas passam a liberar energia preferencialmente em um comprimento de onda específico no rádio.
O resultado é um maser cósmico - um “parente” do laser que emite não luz visível, mas ondas de rádio.
Megamasers funcionam como faróis naturais no Universo. Sua radiação, direcionada e amplificada, ainda se destaca mesmo a distâncias enormes. O gigamaser observado agora supera em brilho os exemplos conhecidos e, com isso, oferece pistas sobre processos especialmente intensos no núcleo das galáxias em fusão.
Was die Radiowellen über ferne Galaxien verraten
Para a pesquisa, megamasers são muito mais do que curiosidades. Seus sinais permitem mapear como o gás molecular se distribui em galáxias distantes. A partir disso, dá para inferir quão intensa é a formação de estrelas e como as galáxias se transformam durante colisões.
A cada nova fonte identificada, fica mais fácil estimar com que frequência essas fusões gigantes ocorreram no Universo jovem. A expectativa é entender melhor como grandes galáxias atuais - inclusive a nossa Via Láctea - chegaram à forma que vemos hoje.
MeerKAT als Vorbote für das Mega-Projekt SKA
A medição atual é considerada o primeiro gigamaser de hidroxila comprovado que se tornou visível com a ajuda de uma lente gravitacional. Isso reforça uma estratégia observacional defendida por vários grupos há anos: quando lente, fonte e Terra ficam alinhadas de forma favorável, a quantidade de sinais detectáveis aumenta muito.
É exatamente essa ideia que os pesquisadores querem ampliar de maneira agressiva 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 deve elevar ainda mais a sensibilidade em rádio.
| Instrument | Standort | Besonderheit |
|---|---|---|
| MeerKAT | Südafrika, Karoo-Wüste | 64 Antennen, hohe Empfindlichkeit im Südhimmel |
| SKA (Phase 1) | Südafrika & Australien | Tausende Antennen, rund zehnmal empfindlicher als MeerKAT |
Com o início das primeiras fases do SKA, previsto atualmente para 2028, as equipes esperam encontrar milhares de megamasers até então escondidos. Regiões com aglomerados de galáxias muito massivos são especialmente interessantes, porque ali várias lentes gravitacionais podem atuar ao mesmo tempo. Essas áreas do céu devem ser monitoradas de modo direcionado e regular.
Eine neue Karte des Radiouniversums
A análise combinada de dados do MeerKAT e do SKA deve produzir uma “carta” do Universo em rádio como nunca se viu. Isso permitirá acompanhar tendências de formação estelar ao longo de bilhões de anos - inclusive em distâncias em que telescópios ópticos já chegam ao limite.
Gigamasers como o recém-detectado funcionam como pontos de referência. Eles marcam lugares no espaço onde existem condições importantes também para a evolução de buracos negros supermassivos e de aglomerados estelares densos. Com estudos sistemáticos dessas fontes, dá para testar modelos sobre o crescimento dos núcleos galácticos.
Was hinter Begriffen wie Maser, Gravitationslinse und Lichtjahr steckt
Muitos termos técnicos parecem coisa de ficção científica, mas descrevem fenômenos físicos bem concretos. Um maser é, basicamente, um laser que emite ondas de rádio em vez de luz visível. A amplificação acontece 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 funciona de outra maneira: ela se baseia na teoria da relatividade geral. A massa deforma o espaço, e a luz - ou ondas de rádio - segue essa curvatura. Quando fonte distante, lente e observador ficam quase perfeitamente alinhados, um sinal fraco pode gerar múltiplas imagens muito mais intensas.
Por fim, o ano-luz não é uma medida de tempo no sentido literal, e sim de distância: é o quanto a luz - ou ondas de rádio - percorre em um ano no vácuo, cerca de 9,5 trilhões de quilômetros. Com 8 bilhões de anos-luz de distância, o sinal atual mostra o quanto radiotelescópios modernos conseguem “olhar” para trás na história do cosmos.
Descobertas assim podem parecer abstratas à primeira vista, mas têm valor prático para a astronomia. Quanto melhor os pesquisadores entendem processos como colisões de galáxias, fluxos de gás e emissões de maser, mais confiáveis ficam as simulações do passado e do futuro cósmico. Isso gera modelos que ajudam no planejamento de novas missões, no desenho de telescópios e na busca por fenômenos raros.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário