Quase todo o céu noturno é invisivelmente brilhante

Observações profundas levadas a cabo pelo espectrógrafo MUSE montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO revelaram enormes reservatórios cósmicos de hidrogénio atómico em torno de galáxias distantes.

A extrema sensibilidade do MUSE permitiu a observação direta de nuvens ténues de hidrogénio brilhantes que emitem radiação de Lyman-alfa no Universo primordial – mostrando assim que quase todo o céu noturno brilha de forma invisível.

Com o auxílio do instrumento MUSE montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO, uma equipa internacional de astrónomos descobriu uma quantidade inesperada de emissão de Lyman-alfa na região do Campo Ultra-Profundo Hubble (Hubble Ultra Deep Field – HUDF).

A emissão descoberta cobre quase todo o campo, o que leva a equipa a extrapolar que quase todo o céu estará a brilhar de forma invisível devido a radiação de Lyman-alfa emitida no Universo primordial.

Os astrónomos há muito que se habituaram a que o céu seja completamente diferente consoante os diferentes comprimentos de onda em que é observado, no entanto a extensão da emissão de Lyman-alfa observada é ainda assim surpreendente.

“Descobrir que todo o céu brilha em radiação de Lyman-alfa emitida por nuvens de hidrogénio distantes foi realmente uma surpresa extraordinária,” diz Kasper Borello Schmidt, um membro da equipa de astrónomos responsável pela descoberta.

“Trata-se de uma descoberta extraordinária!” acrescenta Themiya Nanayakkara, também membro da equipa. “Da próxima vez que olhar para o céu noturno sem Lua e vir as estrelas, imagine o brilho invisível do hidrogénio, os primeiros blocos constituintes do Universo, a iluminar todo o céu noturno.”

A região do HUDF que a equipa observou é uma área do céu bastante normal situada na constelação da Fornalha, que se tornou famosa quando foi mapeada pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA em 2004. O telescópio utilizou mais de 270 horas de precioso tempo de observação para explorar esta região do espaço, de modo mais profundo do que o que tinha sido feito até à data.

As observações do HUDF revelaram milhares de galáxias espalhadas por toda uma zona escura do céu, dando-nos assim uma visão bastante real da escala do Universo. Agora, as capacidades extraordinárias do MUSE permitiram observações ainda mais profundas.

A deteção de emissão de Lyman-alfa no HUDF é importante pois trata-se da primeira vez que os astrónomos conseguiram ver esta radiação ténue emitida pelos envelopes gasosos das galáxias mais primordiais. Esta imagem composta mostra a radiação de Lyman-alfa a azul, sobreposta à icónica imagem do HUDF.

O instrumento MUSE, usado para fazer estas observações, é um espectrógrafo de campo integral de vanguarda instalado no Telescópio Principal n.º 4 do VLT, no Observatório do Paranal do ESO. Quando observa o céu, o MUSE vê a distribuição dos comprimentos de onda da radiação em cada pixel do seu detetor. Observar o espectro total da radiação emitida por objetos astronómicos fornece-nos pistas importantes sobre os processos astrofísicos que ocorrem no Universo.

“Com estas observações MUSE, ficamos com uma ideia completamente nova dos ‘casulos’ de gás difuso que rodeiam as galáxias do Universo primordial,” comenta Philipp Richter, outro membro da equipa.

A equipa internacional de astrónomos que fez estas observações tentou identificar os processos que fazem com que estas nuvens de hidrogénio distantes emitam em Lyman-alfa, no entanto a causa precisa permanece um mistério. Apesar disso, como se pensa que este ténue brilho seja omnipresente no céu noturno, espera-se que investigação futura possa descobrir a sua origem.

“Esperamos ter no futuro medições ainda mais sensíveis,” conclui Lutz Wisotzki, líder da equipa. “Queremos descobrir como é que estes vastos reservatórios cósmicos de hidrogénio atómico se encontram distribuídos no espaço.”