Hoje, as estrelas enchem o canãu noturno. Mas quando o universo estava em sua infa¢ncia, ele não continha estrelas. E uma equipe internacional de cientistas estãomais próxima do que nunca de detectar, medir e estudar um sinal dessa anãpoca que viaja pelo cosmos desde que a era sem estrelas terminou cerca de 13 bilhaµes de anos atrás.

Essa equipe - liderada por pesquisadores da Universidade de Washington, da Universidade de Melbourne, da Curtin e da Brown University - relatou no ano passado no Astrophysical Journal que havia alcana§ado uma melhoria quase dez vezes maior dos dados de emissaµes de ra¡dio coletados pelo Murchison Widefield Array . Atualmente, os membros da equipe estãovasculhando os dados deste radiotelesca³pio na remota Austra¡lia Ocidental em busca de um sinal revelador dessa " idade das trevas " pouco conhecida do nosso universo.

Aprender sobre esse período ajudara¡ a abordar questões importantes sobre o universo hoje.

"Acreditamos que as propriedades do universo durante essa anãpoca tiveram um grande efeito na formação das primeiras estrelas e puseram em movimento as caracteri­sticas estruturais do universo hoje", disse Miguel Morales, professor de física da UW. "A maneira como a matéria foi distribua­da no universo durante aquela anãpoca provavelmente moldou como as gala¡xias e os aglomerados gala¡cticos são distribua­dos hoje".

Antes dessa idade das trevas, o universo era quente e denso. Elanãtrons e fa³tons se enroscam regularmente, tornando o universo opaco. Mas quando o universo tinha menos de um milha£o de anos, as interações elanãtron-fa³ton tornaram-se raras. O universo em expansão tornou-se cada vez mais transparente e escuro, comea§ando sua idade das trevas.

A era sem estrelas durou centenas de milhões de anos, durante os quais o hidrogaªnio neutro - a¡tomos de hidrogaªnio sem carga geral - dominou o cosmos.

"Para esta idade das trevas, éclaro que não hásinal baseado em luz que possamos estudar para aprender sobre isso - não havia luz visível!" disse Morales. "Mas háum sinal especa­fico que podemos procurar. Ele vem de todo esse hidrogaªnio neutro. Nunca medimos esse sinal, mas sabemos que ele estãola¡ fora. E édifa­cil de detectar, porque nos 13 bilhaµes de anos desde que o sinal era emanado, nosso universo se tornou um lugar muito ocupado, repleto de outras atividades de estrelas, gala¡xias e atémesmo nossa tecnologia que afoga o sinal do hidrogaªnio neutro ".

O sinal de 13 bilhaµes de anos que Morales e sua equipe buscam éa emissão eletromagnanãtica de ra¡dio que o hidrogaªnio neutro emanava no comprimento de onda de 21 centa­metros. O universo se expandiu desde então, estendendo o sinal para quase 2 metros.

Esse sinal deve abrigar informações sobre a idade das trevas e os eventos que a encerraram, disse Morales.

Quando o universo tinha apenas 1 bilha£o de anos, os a¡tomos de hidrogaªnio começam a se agregar e formar as primeiras estrelas, encerrando a idade das trevas. A luz dessas primeiras estrelas iniciou uma nova era - a anãpoca da reionização - na qual a energia dessas estrelas converteu grande parte do hidrogaªnio neutro em um plasma ionizado. Esse plasma domina o espaço interestelar atéhoje.

"A anãpoca da reionização e a idade das trevas que a precederam são períodos cra­ticos para a compreensão das caracteri­sticas do nosso universo , como por que temos algumas regiaµes cheias de gala¡xias e outras relativamente vazias, a distribuição da matéria e potencialmente atéa matéria escura e a energia escura". disse Morales.

A matriz Murchison éa principal ferramenta da equipe. Este radiotelesca³pio consiste em 4.096 antenas dipolo, que podem captar sinais de baixa frequência como a assinatura eletromagnanãtica do hidrogaªnio neutro.

Mas esses tipos de sinais de baixa frequência são difa­ceis de detectar devido ao "rua­do" eletromagnético de outras fontes que circulam pelo cosmos, incluindo gala¡xias, estrelas e atividade humana. Morales e seus colegas desenvolveram manãtodos cada vez mais sofisticados para filtrar esse rua­do e aproxima¡-lo desse sinal. Em 2019, os pesquisadores anunciaram que filtraram a interferaªncia eletromagnanãtica - inclusive de nossas próprias transmissaµes de ra¡dio - de mais de 21 horas de dados do Murchison Array.

Avana§ando, a equipe tem cerca de 3.000 horas de dados de emissaµes adicionais coletados pelo radiotelesca³pio. Os pesquisadores estãotentando filtrar a interferaªncia e se aproximar ainda mais desse sinal indescrita­vel do hidrogaªnio neutro - e da idade das trevas que pode iluminar.