Escondida na escuridão entre as estrelas está toda a luz que o universo criou desde o Big Bang.
Agora, os cientistas pensam que sabem aproximadamente quanta luz isso é. Desde o nascimento, alguns milhões de anos após o Big Bang, as estrelas produziram cerca de 4 x 10 ^ 84 fótons, ou partículas de luz, de acordo com novas medidas divulgadas hoje (29 de novembro) na revista Science.
A maior parte da luz do universo vem de estrelas, disse Marco Ajello, co-autor do estudo e astrofísico da Universidade Clemson.
Eis o que acontece: estrelas como o nosso sol são alimentadas por reações nucleares no núcleo, onde prótons de hidrogênio são fundidos para criar hélio. Esse processo também libera energia na forma de fótons de raios gama. Esses fótons têm cem milhões de vezes mais energia do que os fótons comuns que vemos como luz visível.
Como o núcleo do sol é muito denso, esses fótons não podem escapar e, em vez disso, continuam colidindo com átomos e elétrons, eventualmente perdendo energia. Centenas de milhares de anos depois, eles deixam o sol, com um milhão de vezes menos energia do que a luz visível, disse Ajello.
A luz que podemos ver vem de fótons criados por estrelas em nossa própria galáxia, incluindo o sol. Medir toda essa outra luz em outras partes do universo - escondida no céu escuro entre as estrelas que podemos ver - é "difícil, porque é muito, muito fraca", disse Ajello à Live Science. De fato, tentar ver toda a luz do universo seria como olhar para uma lâmpada de 60 watts a 4 km de distância, acrescentou.
Assim, Ajello e sua equipe usaram um método indireto para medir essa luz, baseando-se em dados do Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA, que orbita a Terra desde 2008. Os pesquisadores observaram raios gama emitidos por 739 blazares (incrivelmente brilhantes galáxias com buracos negros que disparam raios gama em nossa direção) e uma explosão de raios gama (uma explosão de energia extremamente alta) para estimar quanta luz estelar existia durante várias épocas do universo - quanto mais distante a fonte dos raios gama , quanto mais tempo o tempo.
À medida que passam pelo universo, os fótons desses raios gama interagem com a "luz de fundo extragalática", uma névoa de fótons ultravioleta, óptico e infravermelho produzidos pelas estrelas. Esse processo transforma os fótons em elétrons e seus parceiros de antimatéria, pósitrons. Ao detectar essas pequenas mudanças, Ajello e sua equipe foram capazes de estimar quanta luz das estrelas ou "nevoeiro" havia em vários momentos.
Os cientistas descobriram que as estrelas se formaram na taxa mais alta há cerca de 10 bilhões de anos atrás e que, depois disso, a formação de estrelas diminuiu imensamente. A quantidade total de luz das estrelas já produzida "não é muito importante", disse Ajello.
De fato, o número 4 x 10 ^ 84 calculado pelos pesquisadores para o número total de fótons produzidos pode ser 10 vezes mais baixo. Isso porque ele não inclui fótons no espectro infravermelho, que possuem uma energia menor que a luz visível, disse Ajello.
O resultado mais emocionante é que os pesquisadores puderam calcular quantos e quais tipos de fótons existiam durante várias épocas do universo, começando do (quase) começo. Ajello e sua equipe construíram uma história de luz estelar que abrange mais de 90% do tempo cósmico. Para construir os outros 10%, o começo da luz das estrelas, "precisaríamos esperar mais 10 anos de observação", disse Ajello.
Um instantâneo da luz das estrelas criada durante a infância do universo pode vir do enorme Telescópio Espacial James Webb, que se estima ter um lançamento em 2021, disse Ajello.
Esse é "outro marco da equipe Fermi", escreveu Elisa Prandini, bolsista de pós-doutorado no departamento de física e astronomia da Universidade de Pádua, na Itália, em um artigo em perspectiva na mesma edição da Science. Prandini, que não estava envolvida na pesquisa atual, também encerrou sua perspectiva com uma menção ao Telescópio Espacial James Webb e as medidas mais "diretas" que ela poderia produzir.
