Sombra de nuvem de água cósmica revela temperatura do Universo primitivo

Cientistas estão trabalhando em uma verificação da temperatura do Universo em sua fase mais jovem, apenas 880 milhões de anos após o Big Bang.

No estudo publicado na Nature e divulgado pela Science Alert, uma equipe de astrônomos e astrofísicos trabalham na verificação da temperatura do Universo possibilitada pela observação da sombra projetada por uma nuvem de gás de água fria a cerca de 13,8 bilhões de anos-luz da Terra.

Até o momento esta é a primeira vez que um estudo se debruça sobre a temperatura do Universo, que os cientistas acreditam estar esfriando ao longo do tempo à medida que se expande e se espalha, outro ponto-chave para a compreensão de uma das forças mais misteriosas por trás da expansão, a energia escura.

"Este importante marco não apenas confirma a tendência de resfriamento esperada para uma época muito anterior à que previamente foi possível medir, mas também pode ter implicações diretas para a natureza da elusiva energia escura", diz o astrônomo do Instituto Max Planck para Radioastronomia (MPIfR, em inglês), na Alemanha, Axel Weiss.

Usando o telescópio de Matriz Milimétrica Estendida do Norte (NOEMA, na sigla em inglês) na França, os astrônomos se concentraram no contraste de temperaturas em comparação com a galáxia HFLS3 (conhecida como galáxia de explosão estelar devido ao número anormalmente alto de novas estrelas produzidas).

Imagem da radiação cósmica de fundo do universo feita pela NASA

© Foto / NASA / WMAP Science Team

Os cientistas afirmam que a luz está demorando tanto para chegar da HFLS3 que o que se pode ver é menos de um bilhão de anos depois do surgimento do Universo. Além disso, também é possível detectar uma grande nuvem de vapor de água entre a Terra e a galáxia, uma nuvem que é mais fria que a radiação do fundo cósmico em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês) que indica a temperatura do Universo.

Os pesquisadores calculam um CMB entre 16,4 e 30,2 Kelvin (-256,8 a -243 °C) no período de tempo representado por HFLS3, que se encaixa nas previsões anteriores do modelo cosmológico de 20 Kelvin, uma confirmação importante para o modelo adotado.

"Além da prova de resfriamento, essa descoberta também nos mostra que o Universo em sua infância tinha algumas características físicas bastante específicas que não existem mais hoje", diz o astrofísico da Universidade de Colônia, na Alemanha, Dominik Riechers.

Os resultados mostraram que as estimativas anteriores da taxa de diminuição da temperatura, uma vez que corresponde à expansão, estão na área correta. Tentar fazer esse tipo de leitura agora não funcionaria – o CMB é frio demais para produzir o mesmo contraste de temperatura.

Quando se trata de energia escura, acredita-se que isso esteja impulsionando a expansão do Universo, mas poder observá-la diretamente permanece fora do escopo de nossos instrumentos atuais. No entanto, é possível aprender mais sobre a energia observando seus efeitos, o que inclui a taxa de expansão do Universo e a queda na temperatura do CMB.

"Nossa equipe já está acompanhando isso com o NOEMA estudando os arredores de outras galáxias", diz o astrônomo do Instituto de Radioastronomia Milimétrica (IRAM), na França, Roberto Neri.

"Com as melhorias esperadas na precisão dos estudos de amostras maiores de nuvens de água, resta saber se nossa compreensão básica atual da expansão do Universo se mantém", completou o astrônomo.