Previsto para ser lançado em maio de 2027, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, promete explorar uma era crucial e ainda misteriosa na história do Universo, conhecida como “amanhecer cósmico”.
Esse período, que ocorreu entre 50 milhões e um bilhão de anos após o Big Bang, foi quando a luz começou a se propagar livremente pelo cosmos, marcando o nascimento das primeiras estrelas, galáxias e buracos negros – e o Roman será uma ferramenta essencial para desvendar como esses primeiros objetos cósmicos moldaram o Universo que conhecemos hoje.
De acordo com um comunicado do Centro Espacial Goddard, da NASA, após o Big Bang, o Universo era opaco, repleto de partículas que absorviam fótons, as partículas de luz, impedindo que a luz viajasse longas distâncias.
Esse cenário persistiu por cerca de 400 mil anos, até que a expansão e o resfriamento do Universo permitiram que os elétrons livres se ligassem aos prótons, formando os primeiros átomos neutros, como hidrogênio e hélio. Esse processo levou ao surgimento das primeiras estrelas e galáxias e marcou o início do fim da chamada “idade das trevas cósmica”.
Novo telescópio da NASA vai investigar fontes de radiação do Universo
A idade das trevas cósmica foi um período que durou entre 380 mil e 200 milhões de anos após o Big Bang, durante o qual o Universo permaneceu escuro e opaco. À medida que os primeiros átomos neutros começaram a se formar, a luz ainda era absorvida rapidamente, não conseguindo viajar longe. No entanto, essa situação mudou quando os átomos neutros começaram a ser ionizados, ou seja, perderam seus elétrons, permitindo que a luz finalmente atravessasse o cosmos, um processo conhecido como reionização.
O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman foi projetado para investigar essa fase crítica do Universo e entender o que causou a reionização dos átomos neutros. Uma das grandes questões é identificar a fonte de energia que causou essa ionização. As primeiras galáxias e buracos negros são os principais suspeitos. “Estamos muito curiosos sobre como esse processo ocorreu”, diz Aaron Yung, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI) que faz parte da equipe de observação do Universo primitivo com o Roman. “A visão ampla e nítida do Roman nos ajudará a pesar diferentes explicações”.
As galáxias primitivas, compostas por estrelas extremamente massivas, são uma possível fonte da radiação que causou a ionização. Essas estrelas, muito maiores do que o Sol, viveram vidas curtas, mas intensas, emitindo radiação suficiente para arrancar elétrons dos átomos ao seu redor. Ao colapsarem, deram origem aos primeiros buracos negros, que também desempenharam um papel crucial na reionização.
Com massas milhões ou até bilhões de vezes a do Sol, os buracos negros supermassivos são outra possível fonte de radiação ionizante. Esses objetos cósmicos, cercados por discos de acreção formados por gás e poeira, emitem intensa radiação enquanto consomem o material ao seu redor. Além disso, os campos magnéticos dos buracos negros podem expelir jatos de matéria a velocidades próximas à da luz, capazes de ionizar os átomos em seu caminho.
Os quasares, que são núcleos galácticos ativos alimentados por buracos negros supermassivos, também são alvos de grande interesse para o Telescópio Roman. Esses objetos, observados pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) a distâncias correspondentes a menos de um bilhão de anos após o Big Bang, emitem enormes quantidades de radiação. Com seu campo de visão mais amplo, o Roman ajudará a determinar o quanto os quasares eram comuns durante o amanhecer cósmico e como contribuíram para a reionização.
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Cientistas vão usar os dados para estudar estrelas e galáxias ‘bebês’
Michelle Thaller, astrofísica do Centro Espacial Goddard, destaca a importância dessa missão. “Algo muito fundamental sobre a natureza do Universo mudou durante esse tempo, e graças à grande e nítida visão infravermelha de Roman, podemos finalmente descobrir o que aconteceu durante um ponto de virada cósmico crítico”.
“Roman se destacará em encontrar os blocos de construção de estruturas cósmicas como aglomerados de galáxias que mais tarde se formam”, disse Takahiro Morishita, cientista assistente do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), ao Space.com. “Ele identificará rapidamente as regiões mais densas, onde mais ‘neblina’ está sendo limpa, tornando-se uma missão chave para investigar a evolução inicial da galáxia e o amanhecer cósmico”.
Isso permitirá aos cientistas estudar as características das primeiras estrelas e galáxias, que diferiam significativamente das que conhecemos hoje. Essas estrelas, por exemplo, eram muito mais massivas e brilhantes, emitindo radiação intensa antes de colapsarem e formarem buracos negros supermassivos.
Se tudo correr conforme o planejado, até o fim desta década, o Roman poderá começar a desvendar grandes mistérios sobre como essas primeiras estruturas cósmicas moldaram o Universo moderno. Com sua visão ampla e profunda, o telescópio fornecerá uma imagem detalhada do amanhecer cósmico, ajudando os astrônomos a testar teorias sobre a formação e evolução do Universo nos seus primeiros bilhões de anos.
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