Sinal de hidrogênio capturado em distância recorde: viajou mais de 8 bilhões de anos-luz

Uma equipe de pesquisadores do Canadá e da Índia usando o Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) gravou

emissão da linha de rádio de 21 cm, ou linha de hidrogênio neutro, que viajou 8,8 bilhões de anos-luz de uma fonte em uma galáxia distante.

O hidrogênio atômico emite ondas de rádio com comprimento de onda de 21cm, que pode ser detectado usando radiotelescópios de baixa frequência, como o GMRT. Essa emissão de rádio é o sinal mais preciso que indica a presença de gás atômico na galáxia. No entanto, este sinal de rádio é extremamente fraco e, portanto, a distância a que a emissão da linha de hidrogénio pode ser observada é limitada.

Imagens do sinal de hidrogênio atômico, espectroe uma lente gravitacional na imagem do Hubble (à direita). Imagem: Chakraborty & Roy, GMRT/NCRA-TIFR (esquerda e centro), ESA/NASA HST e eHST/STScI/CADC (direita)

Galáxia mais distante descoberta até agorausando radiação de 21 cm, teve um desvio para o vermelho z = 0,376, o que corresponde a aproximadamente 4,1 bilhões de anos-luz percorridos por quanta de radiação eletromagnética.

Usando o GMRT, os pesquisadores descobriramsinal de rádio do hidrogênio atômico em uma galáxia distante com redshift z = 1,29. Isso corresponde a uma idade do universo de cerca de 4,9 bilhões de anos, e o sinal percorreu um caminho de 8,8 bilhões de anos.

Devido à enorme distância da galáxia, a linha de emissão de 21 cm de comprimento foi desviada para 48 cm no momento em que o sinal viajou da fonte para o telescópio.

Arnab Chakraborty, astrofísico e coautor do estudo

Esta descoberta foi possível graças alentes gravitacionais, observam os pesquisadores. Recapitulando, trata-se de um fenômeno em que a luz emitida por uma fonte é desviada devido à presença de outro corpo massivo, resultando efetivamente em uma “amplificação” do sinal. A emissão da linha de hidrogênio no estudo foi amplificada cerca de 30 vezes. 

Amplificação do sinal da linha de 21 cm por uma lente gravitacional. Imagem: Swadha Pardesi See More

O hidrogênio atômico é o principal combustível necessário para a formação de estrelas na galáxia. Portanto, a observação da emissão da linha de 21 cm em diferentes épocas é importante para entender a evolução das galáxias.

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