Um grande sinal de ‘As primeiras estrelas’ pode não ter vindo do espaço

Um grande sinal de ‘As primeiras estrelas’ pode não ter vindo do espaço

7 de março de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Um sinal interpretado como a primeira luz que ilumina o Universo pode não ser dos confins do Universo, afinal, descobriu um novo estudo. Na verdade, pode nem ser do espaço.

Longe de ser um problema, no entanto, essa nova descoberta pode apenas colocar o Universo em ordem. O sinal, descrito em dois artigos em 2018 , tinha algumas características inesperadas que eram difíceis de explicar sob a astrofísica atual.

Se o sinal não foi a luz das primeiras estrelas brilhando no início da escuridão, conhecido como “amanhecer cósmico” , não precisamos inventar uma nova astrofísica para explicá-lo.

“Relatamos uma medição de radiômetro do espectro do céu de rádio na faixa de 55-85 MHz, o que mostra que o perfil encontrado por Bowman et al. em dados obtidos com o instrumento de banda baixa Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature (EDGES) não é de origem astrofísica; seu perfil mais adequado é rejeitado com 95,3% de confiança”, escreve uma equipe de astrônomos liderada por Saurabh Singh, do Raman Research Institute, na Índia. 

“Nossa não detecção confirma preocupações anteriores e sugere que o perfil encontrado por Bowman et al. não é evidência para uma nova astrofísica ou cosmologia fora do padrão.”

A aurora cósmica é um período importante e há muito procurado na história do nosso Universo. Abrange um período de cerca de 50 milhões até cerca de um bilhão de anos após o Big Bang . Nosso Universo nem sempre foi como é hoje; antes que as estrelas aparecessem, ele estava cheio de uma névoa quente e escura de gás ionizado. A luz era incapaz de viajar livremente através deste nevoeiro; simplesmente espalhou elétrons livres.

Uma vez que o Universo esfriou o suficiente, prótons e elétrons começaram a se recombinar em átomos de hidrogênio neutros. Isso significava que a luz poderia finalmente viajar pelo espaço. À medida que as primeiras estrelas e galáxias começaram a se formar, cerca de 150 milhões de anos após o Big Bang, sua luz ultravioleta gradualmente reionizou o hidrogênio neutro onipresente em todo o Universo, permitindo que todo o espectro de radiação eletromagnética fluísse livremente.

Cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang, o Universo foi completamente reionizado; antes dessa marca de 1 bilhão de anos, no entanto, não podemos realmente ver com nossos experimentos atuais, o que torna o processo de reionização difícil de entender. Se pudéssemos detectar a luz do amanhecer cósmico, seria um divisor de águas absoluto.

O experimento EDGES estava procurando por esse sinal em baixas frequências de rádio e foi atingido, mas o sinal recebido não foi o que os astrônomos esperavam . Em vez disso, a amplitude foi quase duas vezes maior do que o previsto, sugerindo que o gás hidrogênio pelo qual a luz passou era mais frio do que pensávamos que poderia ser.

A única coisa que poderia ter resfriado o gás a esse grau durante este estágio da vida útil do Universo, concluiu a equipe de pesquisa, era a matéria escura ; por sua vez, as propriedades dessa matéria escura podem ser muito diferentes das nossas previsões.

Qualquer descoberta extraordinária, especialmente uma que possa exigir nova ciência, garante absolutamente uma investigação mais aprofundada, então Singh e seus colegas usaram o radiômetro Shaped Antenna Measurement of the Background Radio Spectrum 3 (SARAS 3) para ver se eles poderiam validar o sinal.

No início de 2020, eles flutuaram o SARAS 3 no meio de lagos remotos no sul da Índia e sondaram o céu em busca do sinal detectado pelo EDGES.

Uma vez que os dados foram obtidos, processados ​​e analisados, a equipe de Singh descobriu que não havia sinal a ser encontrado. Nem seu instrumento reproduziu a distorção do espectro de rádio visto nos dados EDGES.

“O perfil encontrado por Bowman et al. não é detectado na análise MCMC do espectro do céu feita com o instrumento SARAS 3” , escreveram em seu artigo .

“Além disso, a análise de correlação mostra que a distorção presente no espectro feita usando o instrumento de banda baixa EDGES, que foi usado para derivar o perfil de melhor ajuste e definir os limites no espaço paramétrico para o perfil, não está presente no Espectro SARAS 3 do céu. Esses fatos sugerem que a distorção espectral significativa presente no espectro do céu feita com o instrumento de banda baixa EDGES é um erro sistemático associado ao instrumento.”

Em outras palavras, o sinal, Singh e sua equipe sugerem, foi um erro produzido pela antena EDGES, não um sinal que emana das profundezas do espaço-tempo. A sensibilidade dos dados do SARAS 3, acrescentaram, descartou uma origem cosmológica para o sinal. Ai.

Geralmente, quando algo extraordinariamente estranho é descoberto, a evidência em si também precisa ser extraordinária. No entanto, para ter certeza se o sinal existe e o que é, mais observações, com diferentes instrumentos, devem ser realizadas.

“Concluímos” , escreveram Singh e sua equipe , “que observações contínuas com sensores implantados em tais ambientes, como o monocone SARAS 3 em grandes corpos de água em locais remotos da Terra ou uma missão espacial em órbita no lado lunar, forneceriam dados livres de sistemática e levam à descoberta do verdadeiro sinal de 21 centímetros desviado para o vermelho da aurora cósmica.”

FONTE