Na próxima década, várias agências espaciais e fornecedores espaciais comerciais estão determinados a devolver astronautas à Lua e a construir a infra-estrutura necessária para estadias de longa duração lá. Isto inclui o Portal Lunar e a Acampamento Base de Ártemisum esforço colaborativo liderado pela NASA com o apoio da ESA, CSA e JAXA, e da Rússia-Chinesa Estação Internacional de Pesquisa Lunar (ILRS). Além disso, várias agências estão a explorar a possibilidade de construir um observatório de rádio no outro lado da Lua, onde poderia operar totalmente livre de interferências de rádio.
Durante anos, os pesquisadores defenderam tal observatório por causa da pesquisa que tal observatório permitiria. Isso inclui a capacidade de estudar o Universo durante o início “Idade das Trevas Cósmica”, mesmo antes da formação das primeiras estrelas e galáxias (cerca de 50 milhões de anos após o Big Bang). Embora tenha havido muitas previsões sobre que tipo de ciência um observatório de rádio baseado na Lua poderia realizar, um novo estudo de pesquisa da Universidade de Tel Aviv previu (pela primeira vez) quais resultados inovadores este observatório poderia realmente obter.
Este estudo foi liderado por Prof. Rennan Barkana e Dr.professor de astrofísica e pesquisador de pós-doutorado (respectivamente) com o Escola de Física e Astronomia na Universidade de Tel Aviv. O artigo que descreve suas conclusões, “Perspectivas para cosmologia de precisão com o sinal de 21 cm da Idade das Trevas”, foi publicado em Astronomia da Natureza. Segundo eles, as descobertas do estudo mostram que os sinais de rádio medidos podem ser usados para testar o Modelo Padrão de Cosmologia e determinar a composição do Universo.
A Idade das Trevas Cósmica, que ocorreu cerca de 130.000 a 1 bilhão de anos após o Big Bang, tem permanecido tradicionalmente ilusória para os astrônomos (daí o nome). Essencialmente, a luz deste período cosmológico é desviada para o vermelho a ponto de ser visível apenas no espectro de rádio. Além do mais, as únicas fontes de fótons deste período são a radiação remanescente do Big Bang – que é visível hoje como Fundo Cósmico de Microondas (CMB) – ou são visíveis como a linha de 21 cm (ou linha de hidrogênio) causada pela reionização. de hidrogênio neutro.
Estas ondas de rádio só podem ser estudadas a partir do espaço, onde estão livres de interferências atmosféricas e outras fontes de rádio. No outro lado da Lua, um observatório de rádio também estaria protegido contra interferências de rádio causadas pelo nosso Sol. Estabelecer um observatório ainda seria um grande desafio. Como o Prof. Barkana explicou em um recente estudo da Universidade de Tel Aviv declaração:
“O novo telescópio espacial James Webb da NASA descobriu galáxias recentemente distantes cuja luz recebemos desde o amanhecer cósmico, cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang. A nossa nova investigação estuda uma era ainda mais antiga e mais misteriosa: a idade das trevas cósmica, apenas 50 milhões de anos após o Big Bang. As condições no Universo primitivo eram bastante diferentes das de hoje.
“O novo estudo combina o conhecimento atual da história cósmica com diversas opções de observações de rádio, a fim de revelar o que pode ser descoberto. Especificamente, calculamos a intensidade das ondas de rádio determinadas pela densidade e temperatura do gás hidrogênio em vários momentos, e depois mostramos como os sinais podem ser analisados para extrair deles os resultados desejados.”
Para os astrônomos que desejam ultrapassar os limites da cosmologia, a Idade das Trevas Cósmica oferece uma oportunidade de estudar as primeiras estrelas e galáxias do Universo. Para o seu estudo, Barkana e Mondal argumentam que um observatório de rádio lunar poderia medir sinais de rádio para determinar a composição do Universo primitivo, a taxa de expansão do cosmos (testando assim a teoria da Energia Escura) e talvez obter insights sobre o mistério da Matéria escura. Tudo isso é parte integrante do Modelo Padrão de Cosmologia, conhecido como Matéria Escura Lambda-Fria (LCDM) modelo.
Eles também descobriram que, com um conjunto composto por múltiplas antenas de rádio, os cientistas poderiam medir com precisão a quantidade de hidrogênio e hélio logo após o Big Bang. Uma determinação precisa de ambos revelaria informações valiosas sobre como a matéria comum se formou a partir do hidrogénio, o que alimentou a criação das primeiras estrelas, dando gradualmente origem a elementos mais pesados, planetas e, eventualmente, vida. Por último, descobriram que com um conjunto ainda maior de antenas lunares, também será possível medir o peso dos neutrinos cósmicos – um parâmetro crítico no desenvolvimento da física para além do Modelo Padrão da Física de Partículas. Como concluiu o Prof. Barkana:
“Quando os cientistas abrem uma nova janela de observação, geralmente resultam descobertas surpreendentes. Com observações lunares, poderá ser possível descobrir várias propriedades da matéria escura, a substância misteriosa que sabemos constituir a maior parte da matéria do Universo, mas não sabemos muito sobre a sua natureza e propriedades. Claramente, a idade das trevas cósmica está destinada a lançar uma nova luz sobre o Universo.”
Leitura adicional: Alerta Eurek, Natureza
Fonte: InfoMoney
