Às vezes é fácil ser astrônomo. Quando o seu alvo celeste é algo simples e brilhante, o jogo pode ser bem direto: aponte seu telescópio para a coisa e aguarde todos os fótons suculentos aparecerem.
Mas às vezes ser astrônomo é difícil, como quando você está tentando estudar as primeiras estrelas a aparecer no universo. Eles estão muito distantes e muito fracos para serem vistos diretamente com telescópios (mesmo o muito popular Telescópio Espacial James Webb só poderá ver as primeiras galáxias, um acúmulo de luz de centenas de bilhões de estrelas). Até o momento, não temos nenhuma observação das primeiras estrelas, o que é uma grande chatice.
Assim, os astrônomos se envolvem em um pouco de peek-a-boo cósmico.
Antes da formação das primeiras estrelas (a data exata é incerta, porque ainda não a observamos, mas suspeitamos que isso tenha acontecido cerca de 13 bilhões de anos atrás), o universo era composto quase inteiramente de hidrogênio neutro puro e inalterado: elétrons únicos ligados a prótons únicos em perfeita harmonia.
Mas então as primeiras estrelas apareceram e derramaram sua radiação de alta energia por todo o cosmos, inundando o universo com copiosos raios X e raios gama. Essa radiação intensa destruiu o hidrogênio neutro, convertendo-o no plasma fino, mas quente, que vemos no universo atual. Esse processo, conhecido como Época da Reionização, começou em pequenas manchas que eventualmente cresceram para envolver o cosmos, como um monte de bolhas estranhas.
Tudo isso é fascinante, mas como os astrônomos podem realmente detectar esse processo? Eles podem fazer isso através de um pequeno truque de hidrogênio neutro: emite radiação em uma freqüência muito específica, 1420 MHz, o que corresponde a um comprimento de onda de 21 centímetros. Antes que as primeiras estrelas entrassem em operação, o gás neutro bombeava essa radiação de 21 cm pela carga do balde, com o sinal diminuindo gradualmente à medida que o universo se tornava plasma.
Soa como um plano, exceto: a) esse sinal é incrivelmente fraco eb) um bilhão de outras coisas no universo emitem radiação em frequências semelhantes, incluindo nossos rádios na Terra.
Desembaraçar o ruído irritante do sinal cosmológico suculento requer montanhas de dados e peneirar o palheiro astronômico pela agulha de 21 cm. Atualmente, não temos capacidade para fazer a detecção - que terá que esperar pelos radiotelescópios da próxima geração, como o Square Kilometer Array - mas observatórios atuais como o Murchison Widefield Array, na Austrália Ocidental, estão lançando todas as bases necessárias.
Incluindo o fornecimento de 200 TB de dados em sua primeira passagem, atualmente em análise por alguns dos supercomputadores mais poderosos do mundo.
