Phillip Hopkins
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Escondida na escuridão entre as estrelas está toda a luz que o universo criou desde o Big Bang.
Agora, os cientistas acham que sabem aproximadamente quanta luz é isso. Desde seu nascimento, alguns milhões de anos após o Big Bang, as estrelas produziram cerca de 4 x 10 ^ 84 fótons, ou partículas de luz, de acordo com novas medições relatadas hoje (29 de novembro) na revista Science.
A maior parte da luz do universo vem de estrelas, disse Marco Ajello, co-autor do estudo e astrofísico da Universidade Clemson.
Eis o que acontece: estrelas como o nosso sol são alimentadas por reações nucleares no núcleo, onde os prótons do hidrogênio se fundem para criar o hélio. Esse processo também libera energia na forma de fótons de raios gama. Esses fótons têm cem milhões de vezes mais energia do que os fótons comuns que vemos como luz visível. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]
Como o núcleo do Sol é muito denso, esses fótons não conseguem escapar e, em vez disso, continuam colidindo com átomos e elétrons, eventualmente perdendo energia. Centenas de milhares de anos depois, eles deixam o sol, com cerca de um milhão de vezes menos energia do que a luz visível, disse Ajello.
A luz que podemos ver vem de fótons criados por estrelas em nossa própria galáxia, incluindo o sol. Medir todas as outras luzes em outras partes do universo - escondidas no céu escuro entre as estrelas que podemos ver - é "difícil, porque é muito, muito escuro", disse Ajello. Na verdade, tentar ver toda a luz do universo seria como olhar para uma lâmpada de 60 watts a 2,5 milhas (4 quilômetros) de distância, acrescentou ele.
Então, Ajello e sua equipe usaram um método indireto para medir essa luz, baseando-se em dados do Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA, que orbita a Terra desde 2008. Os pesquisadores observaram os raios gama emitidos por 739 blazares (incrivelmente brilhantes galáxias com buracos negros que disparam raios gama em nossa direção) e uma explosão de raios gama (uma explosão de energia extremamente alta) para estimar quanta luz estelar existiu durante várias épocas do universo - quanto mais distante a fonte dos raios gama , quanto mais tempo atrás.
À medida que passam pelo universo, os fótons nesses raios gama interagem com a "luz de fundo extragaláctica", uma névoa de fótons ultravioleta, ópticos e infravermelhos produzidos pelas estrelas. Esse processo transforma os fótons em elétrons e seus parceiros de antimatéria, os pósitrons. Ao detectar essas pequenas mudanças, Ajello e sua equipe foram capazes de estimar quanta luz das estrelas ou "névoa" havia em vários momentos.
Os cientistas descobriram que as estrelas se formaram na taxa mais alta cerca de 10 bilhões de anos atrás e que, depois disso, a formação de estrelas diminuiu imensamente. A quantidade total de luz das estrelas já produzida "não é muito importante", disse Ajello.
Na verdade, o número 4 x 10 ^ 84 que os pesquisadores calcularam para o número total de fótons produzidos pode ser cerca de 10 vezes menor. Isso porque não inclui fótons no espectro infravermelho, que têm uma energia menor do que a luz visível, disse Ajello.
O resultado mais emocionante é que os pesquisadores puderam calcular quantos e quais tipos de fótons existiram durante as várias épocas do universo, começando do (quase) início. Ajello e sua equipe construíram uma história da luz das estrelas abrangendo mais de 90 por cento do tempo cósmico. Para construir os outros 10 por cento, o início da luz das estrelas, "precisaríamos esperar [por] talvez mais 10 anos de observação", disse Ajello.
Um instantâneo da luz das estrelas criado durante a infância do universo pode vir do gigantesco Telescópio Espacial James Webb, que tem um lançamento estimado em 2021, disse Ajello.
Este é "mais um marco da equipe Fermi", escreveu Elisa Prandini, pós-doutoranda no departamento de física e astronomia da Universidade de Pádua, na Itália, em um artigo em perspectiva na mesma edição da Science. Prandini, que não estava envolvida na pesquisa atual, também encerrou sua perspectiva com uma menção ao Telescópio Espacial James Webb e às medições mais "diretas" que ele poderia produzir..
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Originalmente publicado em .