Os astrônomos estão se aproximando de um sinal que viaja pelo Universo há 12 bilhões de anos, trazendo-os mais perto de compreender a vida e a morte das primeiras estrelas.

Em um artigo no site de pré-impressão arXiv e em breve será publicado no Astrophysical Journal , uma equipe liderada pelo Dr. Nichole Barry da University of Melbourne da Austrália e do ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D) relata uma melhoria de 10 vezes nos dados coletados pelo Murchison Widefield Array (MWA) - uma coleção de 4.096 antenas dipolo instaladas no remoto interior da Austrália Ocidental.

O MWA, que começou a operar em 2013, foi construído especificamente para detectar a radiação eletromagnética emitida pelo hidrogênio neutro - um gás que abrangia a maior parte do universo infantil no período em que a sopa de prótons e nêutrons desconectados gerada pelo Big Bang começou a esfriar.

Eventualmente, esses átomos de hidrogênio começaram a se agrupar para formar estrelas - as primeiras a existir - iniciando uma fase importante na evolução do Universo, conhecida como a Época da Reionização, ou EoR.

"Definir a evolução do EoR é extremamente importante para a nossa compreensão da astrofísica e cosmologia, "explica o Dr. Barry.

"Até aqui, no entanto, ninguém foi capaz de observá-lo. Esses resultados nos aproximam muito mais desse objetivo. "

O hidrogênio neutro que dominava o espaço e o tempo antes e no período inicial do EoR irradiava a um comprimento de onda de aproximadamente 21 centímetros. Estendido agora para algum lugar acima de dois metros por causa da expansão do Universo, o sinal persiste - e detectá-lo continua sendo a melhor maneira teórica de sondar as condições nos primeiros dias do Cosmos.

Contudo, fazer isso é terrivelmente difícil.

"O sinal que procuramos tem mais de 12 bilhões de anos, "explica o membro ASTRO 3-D e coautora Professora Associada Cathryn Trott, do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia da Curtin University, na Austrália Ocidental.

"É excepcionalmente fraco e há muitas outras galáxias entre ele e nós. Eles atrapalham e tornam muito difícil extrair as informações que procuramos."

Em outras palavras, os sinais registrados pelo MWA - e outros dispositivos de caça EoR, como o Hydrogen Epoch of Reionisation Array na África do Sul e o Low Frequency Array na Holanda - são extremamente confusos.

Usando 21 horas de dados brutos, Dr. Barry, co-autor principal Mike Wilensky, da Universidade de Washington nos EUA, e colegas exploraram novas técnicas para refinar a análise e excluir fontes consistentes de contaminação de sinal, incluindo interferência ultra fraca gerada por transmissões de rádio na Terra.

O resultado foi um nível de precisão que reduziu significativamente o intervalo em que o EoR pode ter começado, puxando as restrições em quase uma ordem de magnitude.

"Não podemos realmente dizer que este artigo nos deixa mais perto de datar com precisão o início ou o fim do EoR, mas exclui alguns dos modelos mais extremos, "diz o professor Trott.

"O fato de ter acontecido muito rapidamente está agora descartado. O fato de as condições serem muito frias também está descartado."

O Dr. Barry disse que os resultados representam não apenas um passo em frente na busca global para explorar o universo infantil, mas também estabeleceu uma estrutura para pesquisas futuras.

"Temos cerca de 3.000 horas de dados do MWA, " Ela explica, "e, para nossos propósitos, alguns deles são mais úteis do que outros. Essa abordagem nos permitirá identificar quais bits são mais promissores, e analisá-lo melhor do que nunca. "