Como a luz deu fim a "Idade das Trevas" do Universo, aproximadamente 500 milhões de anos após o Big Bang?
Tudo começou no Big Bang, quando o Universo expandiu exponencialmente, dando origem a uma sopa cósmica de partículas fundamentais que se esfriou rapidamente em cerca de 400.000 anos, criando uma densa nuvem de hidrogênio por toda parte.
Toda e qualquer luz emitida por estrelas e galáxias teria sido absorvida imediatamente pelo hidrogênio neutro e espesso que tomava conta do espaço. Essa era ficou conhecida como a "Idade das Trevas" do Universo. Mas de alguma forma, tudo mudou e o Universo se aqueceu novamente, e se tornou um lugar cheio de brilho como conhecemos hoje... Mas como isso aconteceu?
Idade da Trevas e a evolução do Universo de forma simplificada.
Créditos: ESO
Por incrível que pareça, estudos sugerem que os responsáveis por dar luz ao Universo novamente foram aqueles que hoje são mais conhecidos por sugá-la: os buracos negros.
Estudos anteriores dizem que a radiação UV das estrelas e galáxias não teria sido suficiente para soprar o hidrogênio neutro e acabar com a Idade das Trevas. O novo estudo, por sua vez, baseado em dados do Observatório de raios-x Chandra, fornece pistas interessantíssimas.
Os buracos negros são famosos por devorar toda luz e matéria em torno deles, mas alguns são conhecidos por ejetar potentes jatos de partículas de raios-x de alta energia.
"À medida que a matéria cai em um buraco negro, ela começa a girar em rápida rotação, e isso ejeta uma fração dela", diz o autor principal do estudo Philip Kaaret, da Universidade de Iowa. "Eles estão produzindo esses ventos fortes que poderiam se a rota de fuga da luz ultravioleta. Isso pode ser o que aconteceu na Idade das Trevas."
Kaaret e sua equipe analisaram dados do Chandra de uma galáxia chamada Tol 1247-232, localizada a cerca de 600 milhões de anos-luz da Terra. É uma das três galáxias mais próximas onde o escape da luz UV foi observado. Eles observaram uma única fonte de raios-x nessa galáxia distante, cujo brilho cresceu e depois diminuiu. Kaaret e sua equipe tinham certeza de que a fonte não poderia ser uma estrela.
"É possível que o buraco negro crie ventos que ajudam a escapar a radiação ionizante das estrelas", disse Kaaret. "Assim, os buracos negros podem ter ajudado a tornar o Universo transparente."
Ele comparou o processo com um patinador artístico girando com os braços estendidos. À medida que o patinador aproxima seus braços de seu corpo, ela gira mais rápido. Os buracos negros operam de forma semelhante. À medida que a gravidade puxa a matéria para dentro em direção a um buraco negro, o buraco negro também gira mais rápido. À medida que a atração gravitacional do buraco negro aumenta, a velocidade também cria energia.
Como em Tol 1247-232, as explosões de raios-x no Universo primordial teriam calor e energia suficientes para quebrar as nuvens de gás e poeira, permitindo que a radiação UV escapasse.
Ilustração artística mostra um buraco negro com gás circundante,
dando origem a uma fonte de raios-X que será disparada para o espaço.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
Segundo Kaaret, muitas estrelas do Universo primordial eram maciças, e como já sabemos, estrelas muito maciças têm uma vida curta. "Elas envelhecem rapidamente e se tornam buracos negros", disse ele. "O material em torno dos buracos negros é muito quente (milhões de Kelvin) e cria raios-x."
Apesar dos buracos negros serem os prováveis responsáveis por permitir a criação de toda a luz que vemos nos céus, a equipe gostaria de entender melhor essa questão. Se os buracos negros são mesmo os responsáveis por isso, então quais seriam os tipos de buracos negros?
A equipe não descarta a possibilidade de que as fontes de raios-x poderiam ser de objetos ultra-luminosos ou hiper-luminosos, como pares de buracos negros ou de estrelas de nêutrons.
Novas observações da galáxia Tol 1247-232 poderiam revelar se a emissão de raios-x provém de uma única fonte ou de fontes múltiplas. A equipe também está observando galáxias similares, como a Haro 11. Assim será possível confirmar se os buracos negros são mesmo os responsáveis por dar fim a Idade das Trevas, e iluminar o nosso Universo.
Imagens: (capa-NASA) / ESO / NASA / JPL-Caltech
05/09/17
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