Os cientistas esperam encontrar muitas coisas estranhas nas trincheiras sombrias do universo: furacões de matéria escura, nebulosas gritantes de crânio e galáxias canibais devorando-se lentamente são todos a par do curso em nosso bizarro cosmos.
Uma coisa que os observadores de estrelas normalmente não esperam encontrar, no entanto, são imóveis não desenvolvidos.
Recentemente, pela terceira vez na história, os astrônomos que trabalham no W.M. O Observatório Keck, no vulcão adormecido Mauna Kea, no Havaí, acha que eles identificaram uma nuvem de gás interestelar maciça que parece ter permanecido intocada ao longo de bilhões de anos do desenvolvimento do universo. De acordo com um estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a nuvem - chamada LLS1723 - não mostra vestígios visíveis de nenhum elemento mais pesado que o hidrogênio, o elemento mais leve conhecido e o primeiro que supostamente permeia o universo momentos depois do Grande explosão.
"Em todo lugar que olhamos, o gás no universo é poluído por elementos pesados de estrelas explosivas", disse o principal autor do estudo, Fred Robert, Ph.D. estudante da Universidade de Tecnologia Swinburne, na Austrália, disse em comunicado. "Mas essa nuvem em particular parece intocada, não poluída por estrelas até 1,5 bilhão de anos após o Big Bang".
As primeiras estrelas do universo foram formadas apenas a partir de hidrogênio e hélio; Todos os outros elementos da tabela periódica provêm de reações de fusão dentro das estrelas e se espalham pelo espaço quando essas estrelas explodem como supernovas. Por que uma única nuvem gasosa deve aparecer sem carga por elementos mais pesados vistos em quase todos os lugares do universo permanece um mistério. Mas para Robert e seus colegas, a explicação "mais convincente" é que a nuvem é uma rara cápsula do tempo dos primeiros minutos do universo, preservada de um tempo antes dos átomos antigos de hidrogênio e hélio formarem as primeiras estrelas do universo e, mais tarde, o resto da os elementos da tabela periódica que conhecemos hoje.
Caçando os espaços mais vazios
A descoberta da equipe marca apenas a terceira nuvem de gás cósmico que se acredita ser totalmente imaculada por material estelar (ou seja, todo elemento mais pesado que o hélio).
Os dois primeiros desses mistérios gasosos foram detectados em 2011 pelo astrônomo Michele Fumagalli e colegas, usando também o telescópio no topo da montanha do Observatório Keck. De acordo com o artigo subsequente da equipe (publicado em 2011 na revista Science), as duas nuvens podem ter sido o resultado de maneiras estranhas e inconsistentes em que o metal flui através do espaço interestelar e "poderia ser apenas a ponta do iceberg" de um população maior de espaço imaculado entre as galáxias.
Robert e seus colegas ficaram intrigados com as descobertas e logo embarcaram em uma missão para investigar sistematicamente o universo em busca de sinais de nuvens de hidrogênio mais intocadas. Usando o telescópio óptico do Observatório Keck (considerado um dos mais poderosos do mundo), a equipe mirou em quasares - objetos intensamente brilhantes que se formam quando partículas de poeira e gás são sugadas para buracos negros supermassivos quase à velocidade da luz. A equipe escolheu 10 quasares conhecidos que antes se escondiam atrás de nuvens de poeira baixa, como as que Fumagalli e seus colegas identificaram em 2011.
Usando esses quasares como luz de fundo cósmica para iluminar as sombras gasosas na frente deles, os pesquisadores estudaram os comprimentos de onda precisos da luz emitida através de cada nuvem alvo. Eles descobriram que apenas uma nuvem (nosso amigo, LLS1723) não mostrava traços aparentes de nenhum elemento além do hidrogênio.
"Aparentemente, nuvens livres de metais como o LLS1723 podem ser gases intergaláticos completamente intactos - vestígios sobreviventes do universo primitivo que nunca ... poluíram por detritos estelares", concluíram os autores em seu estudo.
O sucesso da equipe fornece mais evidências de que o cosmos pode estar cheio de bolsões de espaço livre de metais ecoando os primeiros momentos do universo - e agora, futuros pesquisadores têm um sistema comprovado para caçá-los e identificá-los.
Essa pesquisa pode valer a pena. De acordo com Robert e seus colegas, entender como nuvens como o LLS1723 podem sobreviver por tanto tempo imaculados por metais pesados é uma questão que exigirá um estudo mais aprofundado da vizinhança cósmica da nuvem. Encontrar e estudar outras parcelas de espaço de hidrogênio puro também pode revelar novas informações sobre como as primeiras estrelas do universo se formaram a partir de um ambiente livre de metais. Paradoxalmente, essa é uma história que os cientistas só podem concluir encontrando um monte de nada.
