1235: Astrónomos detectaram ondas de rádio da nossa galáxia a “saltar” na Lua

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 detectar 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 objectivo final dos cientistas.

O alvo dos astrónomos é muito mais ambicioso: querem detectar 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 óptica 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 detectar o sinal de rádio que emana dos átomos de hidrogénio anteriores à EoR. “Se conseguirmos detectar 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 reflectido 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 reflectidas da galáxia.

O resultado final foi a imagem abaixo, na qual a mancha escura no meio é a Lua.

Portanto, os cientistas detectaram 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.

ZAP // ScienceAlert

Por ZAP
3 Novembro, 2018

 

977: TELESCÓPIO MAPEIA RAIOS CÓSMICOS NAS NUVENS DE MAGALHÃES

Uma composição colorida (vermelho, verde e azul) da Grande Nuvem de Magalhães feita a partir de dados de rádio a 123, 181 e 227 MHz. Nestes comprimentos de onda, é visível a emissão dos raios cósmicos e dos gases quentes que pertencem a regiões de formação estelar e remanescentes de super-nova da galáxia.
Crédito: ICRAR

Os cientistas usaram um radiotelescópio no interior da Austrália Ocidental para observar a radiação dos raios cósmicos em duas galáxias vizinhas, mostrando áreas de formação estelar e ecos de super-novas passadas.

O telescópio MWA (Murchison Widefield Array) foi capaz de mapear a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães em detalhes sem precedentes enquanto orbitam em torno da Via Láctea.

Ao observar o céu em frequências muito baixas, os astrónomos detectaram raios cósmicos e gás quente nas duas galáxias e identificaram manchas onde podem ser encontradas estrelas recém-nascidas e remanescentes de explosões estelares.

A investigação foi publicada esta semana na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, uma das principais revistas astronómicas do mundo.

O astrofísico e professor Lister Staveley-Smith, do ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research), disse que os raios cósmicos são partículas carregadas muito energéticas que interagem com campos magnéticos para criar radiação que podemos ver com radiotelescópios.

“Estes raios cósmicos são originários de remanescentes de super-nova – restos de estrelas que explodiram há muito tempo,” afirma.

“As explosões de super-nova de onde são originários estão relacionadas com estrelas muito massivas, muito mais massivas do que o nosso próprio Sol.

“O número de raios cósmicos produzidos depende da taxa de formação destas estrelas massivas há milhões de anos.”

A Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães estão muito próximas da nossa Via Láctea – a menos de 200.000 anos-luz – e podem ser vistas no céu nocturno a olho nu.

A Dra. Bi-Qing For, astrónoma do ICRAR que liderou a investigação, disse que esta é a primeira vez que as galáxias foram mapeadas em detalhe a frequências de rádio tão baixas.

“A observação das Nuvens de Magalhães nestas frequências muito baixas – entre 76 e 227 MHz – significa que podemos estimar o número de novas estrelas formadas nessas galáxias,” realça.

“Descobrimos que a taxa de formação estelar na Grande Nuvem de Magalhães é aproximadamente equivalente a uma nova estrela com a massa do nosso Sol a cada 10 anos.

“Na Pequena Nuvem de Magalhães, a taxa de formação estelar é mais ou menos equivalente a uma nova estrela com a massa do nosso Sol a cada 40 anos.”

Incluídas nas observações estão 30 Dourado, uma excepcional região de formação estelar na Grande Nuvem de Magalhães que é mais brilhante do que qualquer região de formação estelar na Via Láctea, e a Super-nova 1987A, a super-nova mais brilhante desde a invenção do telescópio.

O professor Staveley-Smith disse que os resultados são um vislumbre emocionante da ciência que será possível com os radiotelescópios de próxima geração.

“São indicativos dos resultados que vamos obter com a actualização do MWA, que agora tem o dobro da resolução anterior,” acrescentou.

Além disso, o futuro SKA (Square Kilometre Array) fornecerá imagens excepcionalmente boas.

“Com o SKA, as linhas de base são novamente oito vezes mais longas, de modo que vamos conseguir fazer mais e melhor,” concluiu o professor Staveley-Smith.

Astronomia On-line
7 de Setembro de 2018

(Foram corrigidos 12 erros ortográficos ao texto original)

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