Enquanto o céu noturno frequentemente parece vazio entre as estrelas e as galáxias, uma equipe de astrônomos revelou recentemente que essas regiões aparentemente escuras estão, na verdade, imersas em uma vasta luz difusa. Esse tipo de "mar" luminoso une as ilhas brilhantes do Universo.
Esta descoberta vem de um mapa tridimensional do Universo jovem, elaborado a partir das informações coletadas pelo experimento Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment. Os cientistas analisaram uma luz ultravioleta particular, chamada Lyman-alpha, produzida pelo hidrogênio quando estimulado pela radiação de estrelas jovens e quentes. O período mapeado, datando de 9 a 11 bilhões de anos, corresponde a uma época de pico na formação estelar.
Uma seção do novo mapa 3D a partir dos dados do HETDEX, mostrando as concentrações de hidrogênio excitado (luz Lyman-alpha) no espaço entre as galáxias, indicadas por estrelas.
Crédito: Maja Lujan Niemeyer/Max Planck Institute for Astrophysics/HETDEX, Chris Byrohl/Stanford University/HETDEX Para obter este resultado, os pesquisadores usaram uma abordagem original chamada mapeamento por intensidade de linha. Em vez de catalogar cada galáxia uma a uma, eles mediram a luz combinada proveniente do hidrogênio em grandes extensões celestes. Este método captura não apenas os objetos luminosos, mas também a fraca radiação do gás difuso e de pequenas galáxias que escapam das observações tradicionais.
O telescópio Hobby-Eberly, localizado no observatório McDonald no Texas, forneceu uma quantidade impressionante de dados, com mais de 600 milhões de espectros analisados. Recorrendo a supercomputadores, a equipe reconstituiu a distribuição do hidrogênio em um volume cósmico imenso. A gravidade, que agrega a matéria, permitiu interpretar este brilho de fundo usando a posição das galáxias já conhecidas.
Este mapa revela a teia luminosa que conecta as estruturas cósmicas. Ele fornece, assim, uma nova ferramenta para examinar como as galáxias se formaram e evoluíram dentro de seu ambiente, interagindo com o gás intergaláctico.
Os trabalhos, apresentados no
The Astrophysical Journal, marcam uma virada na forma de mapear o cosmos. Eles abrem caminho para um uso mais amplo do mapeamento por intensidade para sondar não apenas os objetos mais brilhantes, mas também toda a rede cósmica. Isto ajuda a compreender melhor os processos em ação durante a era mais ativa do Universo.
A luz Lyman-alpha, uma assinatura do hidrogênio
A luz Lyman-alpha é uma emissão ultravioleta produzida quando os átomos de hidrogênio, o elemento mais abundante do Universo, são excitados. Esta excitação geralmente ocorre sob a influência da radiação intensa emitida por estrelas jovens e muito quentes. Quando esses átomos retornam a um estado de energia mais baixo, eles liberam essa luz característica, que pode viajar por distâncias cosmológicas.
Na astronomia, esta assinatura luminosa serve como um marcador precioso para rastrear a presença de hidrogênio, mesmo quando ele está na forma de gás difuso e pouco denso. É particularmente visível no Universo jovem, durante o período chamado de "meio-dia cósmico", quando a formação de estrelas estava no seu máximo. Os telescópios modernos podem detectar este brilho apesar da expansão do Universo, que estica a luz para comprimentos de onda mais longos e avermelhados.
O estudo desta emissão permite aos cientistas reconstituir a distribuição da matéria ordinária, que compõe apenas uma pequena parte do conteúdo do Universo. Ajuda a entender como o gás se agregou para formar as primeiras galáxias e como ele circula entre elas, alimentando o nascimento de novas estrelas ao longo do tempo cósmico.
Fonte: The Astrophysical Journal