Por centenas de milhões de anos após o Big Bang, o universo inteiro foi uma sopa grossa de átomos de hidrogênio nadando na escuridão total. Tão denso foi esse goulash cósmico que a primeira luz das primeiras estrelas existentes não pôde penetrá-lo - o nevoeiro de hidrogênio simplesmente absorveu e dispersou a luz das estrelas em círculos, prendendo o universo em uma idade das trevas cósmica como sempre mais estrelas, galáxias e preto buracos lentamente ardiam em vida.
Tudo mudou depois de 500 milhões de anos, quando uma grande reforma cósmica chamada época da reionização começou. À medida que as galáxias antigas se tornavam cada vez maiores e irradiavam energia mais poderosa, começaram a queimar a névoa cósmica que as cercava ao dividir (ou ionizar) átomos de hidrogênio em um plasma de prótons e elétrons livres. De repente, a luz poderia viajar através do cosmos - primeiro através de "bolhas" de plasma em torno de grandes galáxias, depois mais e mais longe quando várias bolhas começaram a se expandir e se sobrepor.
Agora, pela primeira vez, os astrônomos acreditam ter detectado três daquelas bolhas que limpam a neblina trabalhando arduamente, remodelando o universo em um grupo de galáxias a 13 bilhões de anos-luz de distância.
Em um estudo apresentado esta semana na conferência da American Astronomical Society em Honolulu e submetido para publicação em uma edição futura do The Astrophysical Journal, uma equipe internacional de astrônomos identificou um trio de galáxias distantes que parecem estar irradiando algumas das primeiras luzes já observado. O grupo galáxia, chamado EGS77, data de aproximadamente 680 milhões de anos após o Big Bang (aproximadamente 5% da idade atual do universo, de 13,8 bilhões de anos) e parece estar cercado por três bolhas de plasma sobrepostas - o que significa que essas galáxias pioneiras podem ter sido apanhados no ato de reionizar seu canto do universo e acabar com a idade das trevas cósmica.
"O EGS77 formou uma grande bolha que permite que sua luz viaje para a Terra", disse o co-autor do estudo Vithal Tilvi, pesquisador da Arizona State University, em comunicado. "Eventualmente, bolhas como essas cresceram ao redor de todas as galáxias e preencheram o espaço intergalático, reionizando o universo e abrindo caminho para a luz viajar através do cosmos."
Para encontrar essas galáxias antigas para limpar o nevoeiro, os pesquisadores pesquisaram uma pequena seção do espaço para determinar o comprimento de onda preciso da luz ultravioleta emitida pelas estrelas mais antigas, também conhecidas como emissões de Lyman-alfa. A luz começa em um comprimento de onda de 121,6 nanômetros, mas, depois de viajar bilhões de anos pelo universo em expansão, se estende lentamente até a faixa do infravermelho próximo (700 nanômetros a 1 milímetro), que é mais fácil de detectar com os telescópios terrestres.
A pesquisa revelou três manchas de espaço sobrepostas que pareciam emitir os comprimentos de onda exatos típicos de estrelas antigas ionizando seus arredores. A equipe comparou essas observações com dados de dois outros telescópios e confirmou que as galáxias estavam a cerca de 13 bilhões de anos-luz de distância, tornando-as o grupo de galáxias mais distantes já detectado e colocando-as na fronteira da época da reionização.
"O EGS77 é o primeiro grupo de galáxias capturado no ato de limpar essa névoa cósmica", disse o co-autor do estudo, James Rhoads, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, em comunicado.
