Astrônomos afirmam: mudanças climáticas ocorrem na Terra e no universo também

O gráfico mostra a temperatura do meio intergaláctico quando o universo tinha entre um e três bilhões de anos de idade. A emergência das galáxias no mesmo período está sobreposta na impressão artística. A região sombreada mostra o intervalo de temperaturas possíveis medidas a partir de dados da equipe. O aquecimento ocorreu num momento em que o crescimento das galáxias estava em pleno andamento. Crédito: Amanda Smith / IoA.

Uma equipe de astrônomos encontrou provas de que o universo pode ter passado por uma tendência de aquecimento no início de sua história. Os resultados estão descritos em artigo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society hoje.

A equipe mediu a temperatura do gás existente entre as galáxias e encontrou uma clara indicação de que a temperatura aumentou progressivamente ao longo do período em que o Universo tinha de um décimo a um quarto de sua idade atual. Esta mudança de clima cósmico foi provavelmente causada pela enorme quantidade de energia que saiu das galáxias jovens, ativas durante esta época.

Segundo o astrônomo George Becker da Universidade de Cambridge, Reino Unido, a grande maioria da matéria não estava nas estrelas ou galáxias nos primórdios da história do universo. Ao contrário, estava distribuída em um gás muito fino que preenchia todo o espaço.

A equipe liderada por Becker mediu a temperatura deste gás usando a luz de objetos distantes chamados quasares. “O gás existente entre nós e o quasar adiciona uma série de impressões na luz destes objetos extremamente brilhantes. Ao analisar como estas impressões bloqueiam parcialmente a luz de fundo dos quasares, podemos inferir muitas das propriedades dos gases absorventes, tais como onde ele está, do que é feito e qual é a sua temperatura”.

A luz de quasar estudada pelos astrônomos tinha mais de dez bilhões de anos quando atingiu a terra e já tinha viajado através de vastas áreas do universo. Cada nuvem de gás intergaláctico, pela qual a luz passou durante sua viagem, deixou sua própria marca e o efeito acumulado pode ser usado como um registo fóssil da temperatura no Universo primordial. “Assim como o clima da terra pode ser estudado nos núcleos de gelo e anéis de árvore,” diz Becker, “a luz do quasar contém um registro da história climática do cosmo”.

O astrônomo acrescenta que um bilhão de anos após o Big Bang, a temperatura do gás medido era de oito mil graus Celsius. Aos três e meio bilhões de anos a temperatura alcançou 12 mil graus Celsius.

A tendência do aquecimento vai contra os padrões normais climatológicos cósmicos, porque o esperado é que o universo esfrie ao longo do tempo. Como o universo se expande, o gás deve esfriar como acontece com um gás escapando de uma lata de aerossol. Para criar o aumento de temperatura observado, algo substancial deve ter aquecido o gás.

“Os prováveis culpados deste aquecimento intergaláctico são os próprios quasares”, explica o membro da equipe Martin Haehnelt do Instituto Kavli para Cosmologia da universidade. “Durante o período da história cósmica estudado pela equipe, os quasares estavam se tornando muito mais comuns. Os cientistas supõem que os quasares sejam buracos negros gigantes engolindo material nos centros das galáxias. Como estes objetos emitem grandes quantidades de luz ultravioleta forte, os raios UV poderiam ter interagido com o gás intergaláctico, criando o aumento da temperatura que observamos.”

O hélio, um dos elementos mais leves e mais abundantes nestas nuvens intergalácticas, desempenhou um papel vital no processo de aquecimento. A luz ultravioleta retira elétrons de um átomo de hélio, e estes elétrons livres colidem com outros átomos aquecendo o gás. Uma vez que o fornecimento de hélio exauriu, o universo começou a esfriar novamente. Os astrônomos acreditam que isso provavelmente ocorreu depois, quando o cosmos tinha um quarto de sua idade.