O maravilhoso brilho invisível

Cerca de 360 mil anos despois do Big Bang, o elemento Hidrogénio formou-se e “encheu” o Universo então em expansão acelerada. Passados mais de 13 mil milhões de anos, ainda hoje o Hidrogénio é o elemento mais abundante do Universo.

Este elemento químico, o mais simples que conhecemos, formado por um protão “orbitado” por um electrão, é o bloco de partida para a síntese estelar que, por fusão atómica e outras reacções, gera todos os restantes elementos químicos que conhecemos.

Quando excitado por radiação electromagnética, luz, com a energia suficiente e determinada, o seu único electrão “salta” da orbital fundamental de mais baixa energia para a seguinte mais energética. Passado um certo intervalo de tempo, o electrão excitado regressa ao nível fundamental, processo no qual é emitida luz na região do ultravioleta. Este tipo de libertação de energia é designado por emissão Lyman-alfa, descoberta e caracterizada em 1906 pelo físico norte-americano Theodore Lyman (1874-1954).

Num artigo, publicado online no dia 1 de Outubro de 2018 (dia mundial da música) na revista Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-018-0564-6), uma equipa internacional, que inclui o investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Jarle Brinchmann, descreve a análise espectroscópica que realizou à região do céu conhecida como Campo Ultra Profundo do Hubble, através do espectrógrafo designado por MUSE. Para maravilhamento do nosso conhecimento, foi detetada uma extensa abundância, inesperada, de emissão do tipo Lyman-alfa, que preenche todo o campo de visão observado, levando a equipa a extrapolar que o céu estará preenchido com um brilho invisível de emissão Lyman-alfa, emitida no início do Universo: as primeiras galáxias que se conseguem observar no Campo Ultra Profundo do Hubble estão rodeadas de halos de luz. Aliás, há luz resultante deste processo por todo o lado do Universo primitivo.

Esta emissão, proveniente da infância do Universo, numa altura em que as galáxias eram muito menores que as actuais, é devida aos enormes reservatórios cósmicos de hidrogénio atómico que envolvem as galáxias distantes no Universo primitivo.

Apesar de a emissão Lyman-alfa ser, como se disse, na região do ultravioleta do espectro electromagnético, devido ao desvio para o vermelho, resultante da velocidade de afastamento destas galáxias distantes, a radiação de Lyman-alfa das galáxias observadas pelo espectrógrafo MUSE é registada na banda do visível ou do infravermelho próximo.

Mas este brilho primordial do Universo é tão ténue, tão delicadamente subtil no pano de fundo do Cosmos, que é imperceptível ao nosso olhar. Só a técnica e a ciência dos telescópios e espectrógrafos de última geração permite vislumbrar e recuperar esse passado de luz.

Assim, caro leitor, da próxima vez que admirar o céu nocturno, numa noite sem luar e num local sem a poluição luminosa da nossa “civilização eléctrica”, tente imaginar com a lente do cérebro o brilho invisível do hidrogénio primordial e iluminar a totalidade do céu.

António Piedade