Para dar uma espiada nas origens do nosso universo algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, quando as primeiras estrelas brilhavam, os pesquisadores precisam ser capazes de detectar sinais provenientes de átomos de hidrogênio neutros antigos. No entanto, estes são tão fracos, abafados pela interferência, que isso representa um desafio muito difícil.
Agora, para contornar esse problema, telescópios nos lugares mais remotos da Terra estão explorando o céu, tentando descobrir o chamado sinal de hidrogênio neutro, também conhecido como sinal de 21 centímetros, proveniente dos átomos mais simples e antigos do universo há 12 bilhões de anos.
“Sabemos que o hidrogênio neutro existe, então o sinal de hidrogênio neutro também deve estar presente”, explicou Leon Koopmans, investigador principal do Projeto de Ciência Chave da Época de Reionização da Lofar. Ele usa o telescópio homônimo para procurar o sinal furtivo.
Existem várias equipes em todo o mundo caçando esses “mensageiros” dos tempos misteriosos da Época da Reionização (EoR) entre a idade das trevas cósmica, desprovida de luz das estrelas e o universo moderno de estrelas e galáxias.
Durante esse período de cerca de 500 milhões de anos, acredita-se que o universo tenha sido feito de matéria escura e energia escura que agora sabemos se materializar. Aqueles que conseguem detectar e decifrar sinais de átomos de hidrogênio neutros devem lançar luz sobre o tempo e as origens dos componentes de nosso universo e mergulhar na história da ciência. Os que conseguirem se tornarão potenciais candidatos ao Prêmio Nobel.
No entanto, essa não foi uma tarefa fácil, pois o sinal antigo é interferido por galáxias, estrelas, nebulosas e dispositivos na Terra. Como Koopmans aponta, a energia emitida pelos átomos antigos é até um milhão de vezes mais fraca que outros ruídos.
“Toda a energia já coletada por um radiotelescópio, como o LOFAR, não excede a de um floco de neve caindo na Terra. A energia emitida pelo sinal neutro de hidrogênio ainda é 100.000 a menos que isso ”, afirmou.
Embora tenham se passado décadas desde que os cientistas sugeriram que o sinal de hidrogênio neutro poderia ser útil para reconstruir o chamado amanhecer cósmico, quando objetos do nosso universo foram formados, os avanços na tecnologia tornaram possível a busca há 10 anos.
Além do Lofar, construído em 2012, com pequenas antenas escaneando os Países Baixos, Alemanha, Reino Unido, França, Suécia e Irlanda, também há o Murchison Widefield Array (MWA) no interior da Austrália Ocidental que foi concluído em 2012. Este último compartilha o local com a Experiência para detectar a assinatura EoR global (EDGES).
Diz-se que ela produziu “a evidência mais promissora para uma detecção de 21 centímetros até agora”, afirma o cosmologista Judd Bowman, que liderou a pesquisa. Ele revelou que a versão de próxima geração deste instrumento, EDGES-3, está prevista para ser lançada em 2020 para continuar a busca.
No final da década de 2020, o Square Kilometer Array (SKA), chamado ‘a mãe de todos os telescópios’, deverá estar operacional. Ele se tornará uma das maiores missões para investigar o período misterioso, pois será um observatório intercontinental, composto por milhões de antenas de rádio na África do Sul e na Austrália.