Um telescópio canadense enxergou sozinho o brilho de hidrogênio de quando o Universo tinha cerca de 5 bilhões de anos
Radiotelescópio CHIME detecta emissão distante sem depender de outros instrumentos e abre caminho para investigar a expansão do Universo
O radiotelescópio canadense CHIME alcançou um marco na astronomia ao detectar independentemente o brilho do hidrogênio cósmico, emitido quando o Universo tinha aproximadamente 5 bilhões de anos. A descoberta, publicada em setembro de 2026, demonstra que grandes regiões do espaço podem ser estudadas sem depender de levantamentos realizados por outros telescópios.
Como o CHIME conseguiu observar o hidrogênio cósmico tão distante?
Instalado próximo à cidade de Penticton, na Colúmbia Britânica, o Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) foi desenvolvido para investigar a distribuição do hidrogênio neutro pelo Universo. Diferentemente dos telescópios ópticos convencionais, ele utiliza quatro grandes refletores cilíndricos que captam ondas de rádio continuamente.
O equipamento permanece imóvel enquanto a rotação terrestre desloca o céu sobre suas antenas. Essa configuração permite observar diariamente uma extensa região celeste. Seu principal objetivo cosmológico é reconstruir a distribuição da matéria em diferentes épocas, fornecendo informações sobre a expansão do Universo e a influência da energia escura.
O que a nova detecção do hidrogênio cósmico revelou?
A equipe analisou observações realizadas durante 94 noites de 2019 e identificou a emissão coletiva de hidrogênio neutro sem utilizar mapas externos de galáxias. O sinal corresponde a uma época situada aproximadamente entre cinco e seis bilhões de anos após o Big Bang, quando as estruturas cósmicas continuavam evoluindo.
A detecção apresentou significância estatística de 12,4 sigmas, resultado considerado extremamente robusto. Os pesquisadores também identificaram o sinal em duas faixas independentes de frequências, reforçando a confiabilidade da medição e demonstrando a capacidade do instrumento de investigar grandes volumes cósmicos.
Os principais resultados incluem:
- Análise de 94 noites de observações;
- Frequências entre 608,2 e 707,8 megahertz;
- Desvios para o vermelho entre 1,01 e 1,34;
- Detecção estatística de 12,4 sigmas;
- Medição independente de levantamentos externos de galáxias.
Como funciona a emissão de rádio detectada pelo CHIME?
O hidrogênio neutro produz uma radiação característica conhecida como linha de 21 centímetros. Essa emissão ocorre quando muda a orientação relativa dos spins do próton e do elétron no átomo. Embora individualmente extremamente fraca, a radiação acumulada de enormes quantidades de hidrogênio pode ser detectada por radiotelescópios sensíveis.
Como o Universo está se expandindo, as ondas emitidas há bilhões de anos chegam à Terra com comprimentos maiores. Esse fenômeno, chamado desvio para o vermelho, permite estimar a época de emissão. Ao medir variações na intensidade dessa radiação, os astrônomos investigam a distribuição estatística do gás sem identificar individualmente cada galáxia.
Como os cientistas comprovaram que o sinal vinha do Universo distante?
O estudo original publicado no The Astrophysical Journal foi desenvolvido pela colaboração CHIME, envolvendo pesquisadores como Arnab Chakraborty, Mark Halpern e Simon Foreman. A equipe aplicou métodos avançados de processamento para separar o sinal cosmológico das emissões galácticas, interferências humanas e ruídos instrumentais.
Uma das principais dificuldades foi impedir que fontes intensas de rádio contaminassem as frequências analisadas. Os pesquisadores aperfeiçoaram filtros, técnicas de calibração e procedimentos de identificação de interferências. Depois de mais de um ano de verificações, confirmaram que a estrutura estatística observada persistia nos testes realizados.
Quais resultados tornam o CHIME diferente dos levantamentos tradicionais?
Tradicionalmente, muitos estudos cosmológicos identificam galáxias individualmente para reconstruir a distribuição da matéria. O mapeamento de intensidade oferece uma alternativa: registrar a emissão coletiva de hidrogênio em grandes regiões, permitindo investigar estruturas que não aparecem facilmente em levantamentos ópticos.
Um trabalho complementar estimou que aproximadamente 2% do hidrogênio naquela época estava na forma atômica neutra. Esse resultado ajuda a investigar como o gás se distribuía entre galáxias e outros ambientes cósmicos, embora dependa dos modelos utilizados na interpretação.
| Característica | Resultado |
|---|---|
| Período observado | Universo com cerca de 5 bilhões de anos |
| Observações | 94 noites registradas em 2019 |
| Significância | 12,4 sigmas |
| Método | Autocorrelação dos próprios dados |
O que o hidrogênio cósmico poderá revelar sobre a energia escura?
A principal aplicação futura envolve investigar a energia escura, componente associado à aceleração da expansão cósmica. Ao reconstruir a distribuição do hidrogênio em diferentes épocas, os astrônomos poderão estudar como grandes estruturas evoluíram e comparar essas informações com previsões de modelos cosmológicos.
Entretanto, a descoberta ainda não determina a natureza da energia escura nem fornece uma medição definitiva da expansão universal. O CHIME acumulou quase sete anos de observações, e a equipe pretende ampliar as análises para períodos ainda mais antigos, incluindo quando o Universo tinha aproximadamente três bilhões de anos.
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