Pesquisadores revelaram resultados surpreendentes que poderão redefinir a nossa compreensão de uma transição fundamental no Universo primitivo.
© S. Wang (ilustração de estrelas massivas emitindo radiação ionizante)
Nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang, o Universo estava repleto de uma névoa de hidrogênio neutro que era impenetrável à luz ultravioleta. Hoje, porém, essa névoa dissipou-se graças a uma época que teve início há cerca de 13 bilhões de anos, conhecida como reionização. Durante a reionização, a radiação energética proveniente das galáxias do Universo primitivo colidiu com o hidrogênio neutro que constituía a névoa e dividiu-o em prótons e elétrons carregados, ou ionizados. Por fim, quando ionizou a maior parte do hidrogênio que preenchia o espaço intergaláctico, isso marcou o fim da reionização e é assim que vemos o Universo hoje. A reionização é a última grande transição de fase do Universo.
No entanto, identificar as fontes desta radiação ionizante e compreender como esta escapou das primeiras galáxias constitui um desafio central na astronomia. Uma das principais teorias acerca do que permitiu a reionização era a de que os ventos criados por supernovas, ou pela explosão de estrelas massivas, nas primeiras galáxias abriram caminho para que a radiação ionizante escapasse.
Agora, porém, utilizando o telescópio espacial Hubble para observar galáxias próximas, os astrônomos demonstraram que esses ventos estão, na verdade, ausentes nas galáxias de onde a radiação ionizante escapa. As descobertas reforçam uma teoria alternativa por trás da reionização. Esta teoria defende que a atividade de estrelas jovens ajudou a radiação a escapar, antes de as explosões de supernova criarem ventos suficientemente poderosos para remodelar as galáxias.
As supernovas desempenham um papel central nas simulações hidrodinâmicas cosmológicas que explicam como a radiação ionizante escapa das galáxias. As descobertas destacam a necessidade de examinar como a radiação e os ventos provenientes de estrelas jovens moldam o gás circundante antes da explosão das primeiras supernovas. Com o telescópio espacial Hubble, a equipe observou galáxias "starburst" próximas, ou seja, galáxias onde as estrelas se formam a um ritmo fugaz, que se assemelham a algumas das galáxias que se pensa terem ajudado a reionizar o Universo primitivo.
Os pesquisadores analisaram os espectros destas galáxias, medindo quais os comprimentos de onda de luz que escapam das galáxias e as velocidades dos seus ventos galácticos. O gás presente nestes ventos absorve luz em comprimentos de onda específicos, deixando quebras nos espectros cujas posições e larguras revelam a forma como o gás se move. Foi descoberto que as galáxias com os ventos mais rápidos permitiam que escapasse a menor fração de radiação ionizante.
Parece que a energia proveniente das supernovas agitou o ambiente circundante e aumentou, em vez de diminuir, a cobertura de gás neutro e poeira que suprime a fuga da radiação ionizante.
Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: Johns Hopkins University