Chama-se “Meio-Dia Cósmico”: o que é e o que foi inesperadamente descoberto?
Uma era muito distante, o “Meio-dia Cósmico”, pode ter determinado a evolução subsequente das galáxias. Um estudo recente lança mais luz ao revelar uma inesperada abundância de raios cósmicos energéticos.
Há um segredo escondido entre tantos outros no Universo que os astrónomos estão a tentar desvendar. É um segredo distante, e está escondido precisamente por causa da sua distância. Mas há uma chave para o desvendar, e os astrónomos já a encontraram.
Falemos da evolução das galáxias. Sim, porque não são apenas as estrelas que as compõem que evoluem ao longo do tempo, mas as próprias galáxias também evoluem.
Ao longo das eras cósmicas, as suas propriedades (tamanho, massa, forma) mudaram, mas acima de tudo, a sua capacidade de formar estrelas. Esta capacidade é designada por “taxa de formação de estrelas”.
Os astrónomos acreditam que compreender como é que a “taxa de formação de estrelas” mudou dentro das galáxias é crucial para compreender a sua evolução. Mas, há uma época cosmológica especial durante a qual a formação de estrelas foi extremamente elevada.
O “Meio-Dia Cósmico”
Existe uma época cosmológica conhecida como o “Meio-dia Cósmico”, que data de cerca de 2 mil milhões de anos após o Big Bang. É uma época durante a qual as galáxias cresceram rapidamente, em grande parte devido a frequentes fusões de galáxias, e durante a qual a taxa de formação de estrelas foi 10 a 100 vezes maior do que é atualmente.
Há anos que se tenta explicar esta elevada taxa de formação de estrelas. Acredita-se que o que aconteceu durante esta época, chamada “Meio-dia Cósmico”, foi crucial para a evolução posterior das galáxias.
Isto explica o interesse particular dos astrónomos, que continuam a estudá-la há anos. Investigar o “Meio-dia Cósmico” é um verdadeiro desafio. De facto, para o estudar, é preciso recuar no tempo quase 12 mil milhões de anos e, portanto, olhar para o céu profundo para encontrar galáxias dessa época.
Quanto mais longe se olha, mais densa se torna a poeira cósmica, acumulando-se ao longo da linha de visão e obscurecendo as galáxias mais distantes.
Como ultrapassar a barreira da poeira cósmica
A radiação visível é absorvida pela poeira e, por isso, não pode chegar até nós se for emitida por objetos distantes; as ondas de rádio, por outro lado, atravessam a poeira quase sem serem perturbadas, muito melhor do que a radiação infravermelha.
Utilizando a sinergia de várias redes de radiotelescópios, os astrónomos ultrapassaram a barreira da poeira escondendo mais de 160 galáxias da era do Meio-Dia Cósmico, obtendo os seus espectros de rádio. Utilizaram o MeerKAT, o Very Large Array e o Giant VHF Radio Telescope.
Graças aos dados obtidos com estes radiotelescópios, foi possível estudar o espetro eletromagnético na banda rádio destas galáxias que datam do “Meio-dia Cósmico”.
Um resultado inesperado
Os resultados deste estudo foram publicados na revista internacional The Astrophysical Journal, sob a direção de Fatemeh Tabatabaei, professora de astronomia no Instituto de Investigação de Ciências Fundamentais (IPM) em Teerão, no Irão.
Este estudo revelou como estas galáxias são permeadas por uma abundância inesperada de raios cósmicos altamente energéticos, que, em vez de serem abrandados pelos campos magnéticos galácticos, são mantidos a alta energia.
Este facto é explicado pela presença de campos magnéticos galácticos altamente emaranhados e turbulentos.
As fusões de galáxias são um dos acontecimentos que desencadeiam o colapso gravitacional que conduz à formação de estrelas. As fusões frequentes durante o “Meio-dia Cósmico” explicam a taxa de formação de estrelas. No entanto, os campos magnéticos galácticos podem também desempenhar um papel fundamental.
A turbulência e o emaranhamento dos campos magnéticos galácticos observados nestas galáxias, revelados pelo excesso de raios cósmicos energéticos, podem ser uma causa complementar importante da elevada taxa de formação estelar.
Trata-se de uma descoberta importante, uma vez que em breve estarão operacionais poderosos observatórios de rádio, como o Square Kilometre Array. Este último irá mapear mil milhões de galáxias em ondas rádio, estudando a sua formação e evolução durante o “Meio-dia Cósmico” numa amostra muito maior.
Referência da notícia
“The Radio Spectral Energy Distribution and Star Formation Calibration in MIGHTEE-COSMOS Highly Star-forming Galaxies at 1.5 < z < 3.5” Fatemeh Tabatabaei et al 2025 ApJ 989 44 DOI 10.3847/1538-4357/ade233