Ben Mckinley, Curtin University / ICRAR / ASTRO 3D
Durante todo o tempo em que a Lua esteve lá em cima, numa órbita silenciosa em torno da Terra, esteve a fazer algo incrível que nos poderia dar preciosas luzes sobre o início do Universo.
Fora da sua impressionante superfície rochosa, a Lua reflete as ondas de rádio emitidas pela nossa galáxia, a Via Láctea. Agora, astrónomos conseguiram finamente detetar esses sinais.
O sinal foi captado por investigadores do Núcleo da Curtin University do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) e do Centro de Excelência ARC para Toda a Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D). Ainda assim, apesar de ser um feito incrível, este não é o objetivo final dos cientistas.
O alvo dos astrónomos é muito mais ambicioso: querem detetar o sinal, extremamente fraco, que emana do hidrogénio dos primeiros dias do Universo, no tempo entre o Big Bang e a Época da Reionização (EoR).
“Antes o Universo era, basicamente, apenas hidrogénio a flutuar no espaço”, disse o astrónomo Benjamin McKinley. “Como não há fontes da luz ótica visíveis aos nossos olhos, esse estágio inicial do Universo é conhecido como as ‘eras cósmicas das trevas‘”.
A equipa de cientistas está a usar um radiotelescópio de baixa frequência chamado Murchison Widefield Array (MWA), no deserto da Austrália Ocidental. Com 2.048 antenas dipolo, este instrumento é uma das melhores ferramentas do mundo para tentar entender o início do Universo.
Os astrónomos esperam que o seu alcance de baixa frequência – de 80-300 MHz – seja capaz de detetar o sinal de rádio que emana dos átomos de hidrogénio anteriores à EoR. “Se conseguirmos detetar esse sinal de rádio, ele dir-nos-á se as nossas teorias sobre a evolução do Universo estão corretas“, observou McKinley.
O problema que se impõe é que esse sinal é extremamente fraco em comparação com todos os outros sinais de rádio que, desde então, preencheram o Universo. Mas há uma solução, que passa por medir o brilho médio do céu. Contudo, isso não pode ser feito usando as técnicas habituais, já que os interferómetros não são suficientemente sensíveis.
É aqui que entra a Lua. As ondas de rádio não conseguem atravessar a Lua. Por esse motivo, os astrónomos consideram que seria uma boa ideia colocar um radiotelescópio “atrás” da Lua, para que, assim, não conseguisse encontrar interferências de emissões de rádio terrestre.
No entanto, há outro entrave: a Lua oculta o céu do rádio por trás dele. Para contornar esta situação, a equipa aproveitou essa propriedade para medir o brilho médio do pedaço de céu que a cercava.
Esta não é uma ideia nova, mas a equipa empregou também um método mais sofisticado de lidar com o “earthshine”, as emissões de rádio da Terra que “saltam” da Lua e interferem no sinal recebido pelo telescópio. Assim, depois de calcular o brilho da Terra, os cientistas precisaram de esclarecer quanta interferência estava a ser causada pela nossa própria galáxia.
Desta forma, para criar a imagem do plano galáctico da Via Láctea refletido na Lua, a equipa de astrónomos reuniu todos os dados e, usando o ray-tracing e a modelagem por computador, mapearam o Modelo do Céu Global na face da Lua para, assim, calcularem o brilho de rádio médio das ondas de rádio refletidas da galáxia.
O resultado final foi a imagem abaixo, na qual a mancha escura no meio é a Lua.
Portanto, os cientistas detetaram a EoR? Ainda não. Esta é parte do processo para estabelecer a eficácia desta técnica que, até agora, está a correr muito bem.
“Os resultados iniciais usando a técnica de ocultação lunar são promissores. Estamos a começar a entender os erros e as características espectrais e continuaremos a refinar as nossas técnicas”, escreveram os investigadores no artigo científico, publicado recentemente na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
