Encontro internacional discute o período em que o Universo era jovem

Estrelas, galáxias e buracos negros formados cerca de 30 milhões de anos depois do Big Bang são tema de escola realizada no IAG-USP com apoio da FAPESP. Objetivo é preparar pesquisadores para a próxima fase da Astronomia mundial

José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – A participação em grandes projetos internacionais de observação, vários deles apoiados pela FAPESP, tem contribuído para aumentar a qualidade e a quantidade da pesquisa em Astronomia no Brasil. Entre esses projetos estão o Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR), situado em Cerro Pachón, nos Andes chilenos, e o Gemini Observatory, com dois telescópios gêmeos, um em Cerro Pachón e outro em Mauna Kea, no Havaí.

Com presença consolidada no cenário global, os astrônomos atuantes no Brasil têm agora um importante desafio: criar expertise para participar da nova fase da Astronomia mundial propiciada pela construção de equipamentos gigantes.

Um deles é o Giant Magellan Telescope, com espelho de 24,5 metros de diâmetro, que está sendo construído no Observatório Las Campanas, no Chile. Com um investimento de US$ 40 milhões, equivalente a 4% do total do projeto, a FAPESP garantirá aos pesquisadores do Estado de São Paulo 4% do tempo de uso do megatelescópio, que deverá entrar em operação em 2027.

Aparelhos desse porte permitirão observar objetos cada vez mais distantes – e cada vez mais antigos –, fornecendo informações preciosas sobre as primeiras fases do Universo e ratificando ou retificando os modelos teóricos vigentes. Para os astrônomos brasileiros, o desafio é ir além dos conhecimentos baseados principalmente na observação do Universo local e se capacitar para enfrentar perguntas suscitadas por dados provenientes dos confins do Cosmo.

Foi esse propósito que motivou a realização da Escola São Paulo de Ciência Avançada sobre a Primeira Luz: estrelas, galáxias e buracos negros na época da reionização, que termina nesta quarta-feira (07/8) no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP).

“O foco da Escola é a época da reionização do Universo. Convidamos para lecionar os maiores especialistas internacionais no tema e reunimos 100 alunos do mais alto nível. São 50 doutorandos do Brasil e 50 do exterior. Foi muito difícil selecioná-los, pois tivemos mais de 300 candidatos, todos com as melhores credenciais acadêmicas”, disse o coordenador do evento, Laerte Sodré Jr., à Agência FAPESP. Professor titular e ex-diretor do IAG-USP, Sodré é também coordenador da Rede Paulista de Astronomia (São Paulo Astronomy Network – SPAnet).

O termo reionização se refere a um processo ocorrido cerca de 1 bilhão de anos depois do Big Bang. O Universo jovem era ionizado, pois a altíssima temperatura impedia que as partículas eletricamente carregadas se compusessem formando estruturas neutras.

Com a expansão e o consequente resfriamento, essa composição – que originou os primeiros átomos – pôde ocorrer quando o Universo alcançou uma idade aproximada de meio milhão de anos. Mas, ao se formarem, as estrelas de primeira e de segunda gerações voltaram a ionizar as regiões vizinhas. E, com o tempo e a formação de novas estrelas e galáxias, essas regiões ionizadas se aglutinaram, promovendo a reionização do Universo em larga escala.

“A Escola São Paulo de Ciência Avançada sobre a Primeira Luz enfoca esse período, supostamente rico em eventos mas ainda muito pouco conhecido. Um dos grandes desafios é observar essas galáxias e estrelas distantes formadas na era da reionização. Até agora, nenhuma observação anunciada recebeu o reconhecimento da maioria da comunidade científica. Isso porque os sinais recebidos são extremamente fracos”, disse Sodré.

“Como o Universo no início da reionização era constituído majoritariamente por átomos de hidrogênio, as observações se concentram na banda de emissão do hidrogênio neutro. Ocorre que existe uma quantidade enorme de objetos que emitem nessa mesma frequência, de telefones celulares a elétrons acelerados da Via Láctea. O sinal que se quer medir é quase que um milésimo do sinal que se recebe”, disse.

Uma das estratégias usadas pelos pesquisadores para melhorar o acesso às informações provenientes do Universo jovem é tirar proveito do fenômeno natural constituído pelas lentes gravitacionais. Formadas devido a uma distorção na geometria do espaço-tempo causada pela presença de um corpo de grande massa interposto entre o objeto e o observador, as lentes gravitacionais foram previstas pela teoria geral da relatividade, de Einstein, e confirmadas posteriormente pela observação astronômica.

O astrônomo israelense Azi Zitrin, professor na Ben Gurion University em Israel e um dos conferencistas na Escola São Paulo de Ciência Avançada sobre a Primeira Luz, é especialista nesse tipo de procedimento. “As lentes gravitacionais permitem explorar o Universo mais longe e melhor. Quando contamos as galáxias no céu, verificamos que há muito mais galáxias fracas do que brilhantes. Podemos dizer que essas galáxias fracas foram as principais responsáveis pela reionização – pelo simples fato de que são muito mais numerosas. O problema é que essas galáxias são difíceis de observar. As lentes gravitacionais facilitam a observação, dando-nos acesso a objetos que seriam inacessíveis com os equipamentos atuais”, disse Zitrin à Agência FAPESP.

Os novos equipamentos em construção possibilitarão investigar esse período com maior acurácia. Por isso, existe uma enorme expectativa em relação a eles. O Telescópio Espacial Hubble, colocado em órbita da Terra em 1990, já proporcionou à humanidade uma formidável massa de informações, do Sistema Solar ao chamado Espaço Profundo. O Giant Magellan Telescope terá um poder de resolução 10 vezes maior do que o Hubble.

“Esses equipamentos foram especialmente concebidos para a investigação do Universo jovem. A participação em projetos como o do GMT colocará esse formidável recurso ao alcance de nossa comunidade. Mas é muito importante preparar uma geração de astrônomos capaz de lidar com o período – lidar, por exemplo, com temas como o processo de formação das galáxias. A realização de um evento internacional como este que estamos conduzindo visa exatamente esse objetivo”, disse Roderik Overzier, pesquisador do Observatório Nacional no Rio de Janeiro e co-chair da Escola São Paulo de Ciência Avançada sobre a Primeira Luz.

Mais informações em www.firstlight.iag.usp.br.