Novo recorde para a galáxia mais distante no universo

Uma equipe de astrônomos conseguiu detectar e determinar a distância de uma galáxia que é, “provavelmente”, afirmam cautelosamente, a mais distante já descoberta até agora. Ela se chama EGS8p7 e emitiu há mais de 13,2 bilhões de anos a luz que agora atinge os telescópios terrestres. Como o cosmos tem cerca de 13,8 bilhões de anos, essa galáxia, como é vista agora, corresponde ao universo jovem, quando tinham se passado cerca de 600 milhões de anos do Big Bang. O simples fato de que tenha sido possível fazer a análise da luz da galáxia para determinar sua distância fornece informações sobre a evolução do cosmos jovem ao mesmo tempo em que abre incógnitas sobre sua compreensão atual, afirmam os cientistas. A distância de EGS8p7 aprofunda a busca e a investigação de galáxias distantes que, apenas alguns meses atrás (em maio), tinha registrado outro recorde agora superado.

Os astrônomos medem a distância dos objetos celestiais com um parâmetro chamado desvio para o vermelho (z) e quanto maior seu valor, mais longe estão. Não é difícil entender: semelhante à alteração da frequência das ondas sonoras se o objeto que emite se aproxima ou se distancia (o diferente som de uma sirene de ambulância ou o apito de um trem são os exemplos clássicos), a onda da luz se estica quando o objeto emissor se afasta no universo em expansão; assim, a luz emitida por uma galáxia que se afasta de nós, por exemplo em ultravioleta, será captada pelos telescópios em uma longitude de onda maior do espectro eletromagnético, como o infravermelho. Este chamado desvio para o vermelho será maior quanto mais distante estiver o objeto celestial emissor, de acordo com os ditames da constante que o famoso astrônomo norte-americano Edwin Hubble enunciou na década de trinta do século passado, revelando assim que o universo está se expandindo. O valor do desvio para o vermelho da galáxia EGS8p7 divulgada há poucos dias na revista Astrophysical Journal Letter, é de 8,68, enquanto que o da galáxia anterior, apresentada em maio passado é de 7,73. As duas descobertas são do observatório Keck (com seus dois grandes telescópios, de espelho principal de 10 metros de diâmetro, localizados no Havaí) e, concretamente, de um instrumento avançado de observação, o espectrômetro Mosfire, mas completando observações realizadas anteriormente com outros telescópios, incluindo o Hubble e Spitzer.

Os astrônomos, nesses estudos, procuram a assinatura de determinados elementos químicos na luz que captam das galáxias medindo, assim, quantas mudanças aconteceram no espectro eletromagnético, ou seja, de quanto foi o desvio para o vermelho, para calcular a distância do objeto celeste emissor. O problema é que as condições do universo quando era jovem não eram exatamente as mesmas que agora.

Nos primeiros milhões de anos, o cosmos estava muito quente para a formação de átomos neutros e tudo era uma sopa de elétrons e prótons pela qual os fótons, as partículas de luz, não podiam se mover livremente, por isso era opaco. Quando tinham transcorrido cerca de 380.000 anos desde a explosão inicial, tudo já tinha esfriado o suficiente para que os prótons agarrassem os elétrons e formassem átomos neutros de hidrogênio; assim os fótons começaram a circular livremente e o universo se tornou transparente. Só então a luz começou a viajar, por isso não é possível ver agora objetos anteriores, da época opaca.

Essa galáxia corresponde ao universo jovem, quando tinham passado apenas cerca de 600 milhões de anos desde o Big Bang

Então, entre 500.000 e um milhão de anos, começam a se formar as galáxias e aquele gás neutro é ionizado outra vez principalmente de hidrogênio. Mas pouco antes da reionização, afirma Rod Pyle em um artigo do Caltech explicando a descoberta da galáxia mais distante, as nuvens de hidrogênio neutro absorveriam radiação emitida pelas galáxias então em formação, concretamente a radiação do hidrogênio quente chamado Lyman-alfa cuja assinatura é o que os astrônomos procuram na análise da luz para determinar, entre outras coisas, o desvio para o vermelho de objetos distantes.

Assim era o universo primitivo

“Por causa dessa absorção, não seria possível, em teoria, encontrar a assinatura Lyman-alfa da galáxia EGS8p7”, diz Pyle. E cita um dos autores da descoberta, Adi Zitrin: “Se você olhar para as galáxias no universo primitivo, há muito hidrogênio neutro que não é transparente para essa emissão. Esperávamos que a maior parte da radiação dessa galáxia teria sido absorvida pelo hidrogênio, mas mesmo assim ainda vemos [a assinatura] Lyman-alfa”.

A surpresa foi realmente ter encontrado em uma galáxia que emitiria sua radiação quando o universo, antes da reionização, estaria cheio de nuvens de hidrogênio que deveria tê-la absorvido.

Esta contradição poderia não existir, afirma Zitrin, se a reionização não aconteceu de forma uniforme no universo, mas foi um processo remendado, e algumas galáxias em formação eram tão brilhantes, tão quentes, que formariam bolhas de hidrogênio ionizado. “A galáxia que observamos, EGS8p7, que é muito luminosa, o que é incomum, pode ter sido alimentada por uma população de estrelas especialmente quentes e pode ter propriedades especiais que permitiram a formação de uma grande bolha de hidrogênio ionizado muito antes do que o normal para as galáxias típicas daquela época”, diz Sirio Belli, da Caltech, que trabalha no projeto. Ainda há muito para conhecer e compreender daquela fase determinante de reionização do universo.