Água primordial

:: Agência FAPESP :: Divulgação Científica

Graças à uma rara conjunção de fatores, cientistas europeus captam sinal de água emitido há 11 bilhões de anos, muito antes de o Sistema Solar ter sido formado.

18/12/2008
Agência FAPESP

Água acaba de ser encontrada na maior distância da Terra de que se tem notícia. Tão longe que sua identificação, feita por um grupo de cientistas europeus, corresponde a um sinal que, tendo viajado pela velocidade da luz, levou 11,1 bilhões de anos para chegar ao radiotelescópio Effelsberg, na Alemanha.

O sinal de vapor de água pertenceu a um momento em que o Universo tinha cerca de um quinto de sua atual idade e ainda seriam precisos mais de 6 bilhões de anos para o surgimento do Sistema Solar. Sua identificação, descrita na edição desta quinta-feira (18/12) da revista Nature, mostra que condições para a formação e sobrevivência de moléculas de água já existiam apenas 2,5 bilhões de anos após o Big Bang.

O sinal foi descoberto no quasar MG J0414+0534. Os autores do estudo estimam que o vapor de água teria existido em nuvens de poeira e gás que alimentavam o buraco negro supermassivo no centro do distante quasar. A detecção foi confirmada por observações interferométricas (baseadas em fenômenos ópticos de interferência) de alta resolução com outro radiotelescópio, o Expanded Very Large Array, nos Estados Unidos.

A descoberta de água da infância do Universo foi possível somente por conta do alinhamento do quasar com uma galáxia à sua frente (em relação à Terra). Com o alinhamento, a galáxia atuou como uma espécie de lente de aumento cósmica, ampliando a luz emitida pelo quasar. Sem essa ajuda, seriam precisos 580 dias de contínua observação com o Effelsberg, que tem 100 metros de diâmetro, no lugar das meras 14 horas que permitiram a descoberta.

“Outros tentaram e falharam em sua busca por água e sabíamos que estávamos olhando para um sinal muito fraco. Decidimos aproveitar a chance de usar uma galáxia como lente de aumento para observar a uma distância muito maior do que seria possível e, como imaginávamos, a emissão de água surgiu”, disse Violette Impellizzeri, do Instituto Max Planck de Radiastronomia, primeira autora do artigo agora publicado.

Além do alinhamento providencial, os cientistas contaram com uma grande coincidência. O quasar está exatamente dentro do intervalo certo do desvio para o vermelho – ou redshift, a alteração na forma como a freqüência das ondas de luz é observada em função da velocidade relativa entre a fonte emissora e observador – para que a emissão do sinal da molécula de água passe de sua freqüência normal de 22 GHz para 6 GHz, entrando na faixa de alcance do receptor instalado no telescópio.

“É interessante que encontramos água no primeiro objeto aumentado gravitacionalmente que observamos no Universo distante. Isso sugere que a água pode ter sido muito mais abundante no início do Universo do que achávamos e é algo que poderemos usar em futuros estudos sobre buracos negros supermassivos e sobre evolução de galáxias”, disse outro autor do estudo, John McKean, também do Max Planck.

A emissão de água foi identificada na forma de um maser, uma radiação semelhante ao laser, mas na forma de microondas. O sinal corresponde a uma luminosidade de 10 mil vezes a do Sol.

O artigo A gravitationally lensed water maser in the early Universe, de Eudald Carbonell, de Violette Impellizzeri e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.