Telescópio sul-africano deteta sinal cósmico recorde com 8 mil milhões de anos.

Aquele sussurro - um sinal de rádio muito intenso, amplificado por um alinhamento cósmico raro - transformou-se numa das descobertas mais fascinantes da radioastronomia recente, oferecendo aos cientistas uma visão mais nítida de como colisões violentas entre galáxias moldaram o universo jovem.

Um sinal de rádio sem precedentes a meio do universo

A origem do sinal é um objecto com o nome técnico HATLAS J142935.3-002836, situado a mais de 8 mil milhões de anos-luz. Quando esta radiação foi emitida, o universo tinha apenas cerca de 5 mil milhões de anos, aproximadamente um terço da idade actual.

Em condições normais, um sinal de rádio vindo de tão longe chegaria à Terra demasiado fraco para ser detectado. Espalhar-se-ia ao atravessar o espaço e acabaria por se confundir com o zumbido de fundo do cosmos.

Esta detecção estende o recorde de distância para este tipo de sinal de rádio natural e sugere que poderá existir uma grande população de objectos semelhantes ainda fora do nosso alcance observacional.

O que tornou este caso excepcional foi um golpe de sorte na geometria do universo: entre a Terra e a galáxia de origem existe uma segunda galáxia muito massiva, posicionada quase exactamente na mesma linha de visão. A gravidade dessa galáxia intermédia curva e concentra as ondas de rádio vindas de trás, funcionando como uma lupa natural. A este fenómeno dá-se o nome de lente gravitacional, e ele aumenta drasticamente a intensidade do sinal.

Os astrónomos estimam que esta amplificação multiplica a força da radiação por um factor elevado, convertendo um objecto que seria invisível num destaque claro nos dados do MeerKAT. Sem a galáxia “lente”, é muito provável que a emissão tivesse passado despercebida.

O MeerKAT, o “ouvido” afiado do deserto do Karoo

A detecção foi feita pelo MeerKAT, um conjunto de radiotelescópios na região do Karoo, na África do Sul, a partir de dados do MeerKAT Absorption Line Survey. O MeerKAT é composto por 64 antenas parabólicas distribuídas por planícies áridas, que operam em conjunto como um único instrumento.

A rede foi concebida para ser extraordinariamente sensível a emissões de rádio ténues. Ao varrer grandes áreas do céu austral, procura pequenas assinaturas no espectro de rádio que denunciam a presença de nuvens de gás distantes, galáxias e fontes raras como esta.

A combinação de grande cobertura do céu e elevada sensibilidade está a transformar o remoto deserto do Karoo num dos mais produtivos postos de escuta da astronomia moderna.

Uma equipa liderada por Marcin Glowacki, na Universidade de Pretória, identificou o alinhamento invulgar em dados recolhidos em Abril de 2025. A análise preliminar, disponibilizada no repositório arXiv, descreve uma configuração tripla: a galáxia emissora (em colisão), a galáxia que actua como lente ao meio, e a Terra quase perfeitamente alinhadas.

HATLAS J142935.3-002836 e a origem de um gigamaser em colisões de galáxias

O sinal provém de moléculas de hidroxilo (OH) (um átomo de oxigénio ligado a um de hidrogénio) escondidas no centro turbulento de duas galáxias em fusão. Quando galáxias colidem, nuvens gigantes de gás chocam, comprimem-se e reorganizam-se de forma violenta.

Essa compressão extrema gera temperaturas e densidades elevadas. Nessas condições, as moléculas de hidroxilo ficam “bombeadas” para estados energéticos superiores; quando regressam a níveis mais baixos, libertam radiação em comprimentos de onda de rádio muito específicos.

Em vez de se emitirem de forma fraca em todas as direcções, estas emissões podem tornar-se coerentes e intensamente direccionadas - um processo análogo ao de um laser, mas em rádio. No espaço, estas fontes chamam-se masers. Quando a emissão é extraordinariamente brilhante e ocupa uma região extensa num cenário de fusão galáctica, recebe a designação de megamaser.

A nova fonte é tão luminosa que os investigadores defendem que merece um “salto” para uma classe ainda mais energética, informalmente chamada gigamaser.

No caso de HATLAS J142935.3-002836, as galáxias em colisão parecem estar a formar estrelas a um ritmo frenético - centenas de vezes a massa do Sol por ano. Essa “fábrica” de estrelas mantém o hidroxilo excitado, sustentando o feixe de rádio poderoso ao longo de grandes escalas de tempo cósmico.

Porque estes “lasers cósmicos” são importantes

Os megamasers e gigamasers não são apenas curiosidades: funcionam como marcadores fiáveis de gás denso e poeirento em galáxias longínquas - precisamente o combustível que alimenta a formação estelar e o crescimento de buracos negros.

Ao mapear a origem destas emissões, os astrónomos conseguem reconstruir como o gás se distribui em galáxias distantes e de que modo as fusões o deslocam e comprimem. Esta informação é essencial para refinar modelos que explicam a evolução de galáxias, desde sistemas caóticos em colisão até estruturas mais estáveis, como espirais e elípticas.

Além disso, sinais em rádio permitem estudar ambientes que telescópios ópticos dificilmente alcançam quando a poeira bloqueia a luz visível. As ondas de rádio atravessam melhor esses “véus”, revelando actividade escondida nos núcleos galácticos.

Um detalhe adicional que torna estas fontes valiosas é a sua consistência espectral: por surgirem em linhas bem definidas, ajudam a medir movimentos do gás (e, por extensão, a dinâmica do sistema) com grande precisão. Em conjunto com outros indicadores, isto contribui para traçar a história de como a matéria foi sendo redistribuída durante fusões ao longo do tempo.

O MeerKAT como precursor do Square Kilometre Array (SKA)

Para lá do entusiasmo imediato por quebrar recordes de distância e intensidade, esta detecção funciona como prova de conceito: ao combinar levantamentos de rádio muito sensíveis com o efeito de lente gravitacional, abre-se uma via nova para encontrar objectos ténues e muito distantes.

Os astrónomos antecipam agora que muitos mais megamasers - e possivelmente gigamasers - estarão escondidos atrás de lentes gravitacionais naturais espalhadas pelo céu.

O MeerKAT está também a servir de plataforma de ensaio para o Square Kilometre Array (SKA), um projecto internacional que irá instalar milhares de antenas na África do Sul e na Austrália. O SKA foi concebido para ser cerca de uma ordem de grandeza mais sensível do que as infra-estruturas actuais, incluindo o MeerKAT.

Quando as primeiras fases do SKA entrarem em operação (objectivo apontado para o final da década de 2020), os investigadores planeiam concentrar-se em regiões onde enxames massivos de galáxias curvam a luz e as ondas de rádio de fontes de fundo. Esses enxames geram múltiplos episódios de lente, formando autênticas redes de amplificadores naturais.

• MeerKAT: 64 antenas no Karoo, já em operação, a realizar levantamentos de rádio de grande abrangência.
  
• Lente gravitacional: a massa de uma galáxia ou enxame em primeiro plano amplia fontes que estão mais atrás.
  
• Gigamaser: forma extremamente luminosa de maser de hidroxilo, associada a fusões galácticas violentas.
  
• SKA (Square Kilometre Array): rede de próxima geração que irá estender drasticamente o alcance destas pesquisas.

Ao revisitar sistematicamente zonas ricas em lentes e ao cruzar os dados actuais do MeerKAT com futuras observações do SKA, o objectivo é construir um catálogo com milhares de masers distantes. Esse catálogo poderá revelar com que frequência ocorreram fusões de galáxias em diferentes épocas e com que rapidez se formaram estrelas durante esses períodos turbulentos.

Uma consequência prática dessa estratégia é optimizar o “tempo de antena”: procurar atrás de lentes naturais é, em muitos casos, mais eficiente do que tentar detectar directamente fontes equivalentes não amplificadas. Assim, cada detecção funciona como um atalho observacional para o universo distante.

O que isto revela sobre o universo jovem

Um sinal com 8 mil milhões de anos não descreve apenas uma fusão dramática: acrescenta informação estatística sobre uma era inteira. Ao comparar detecções de masers a várias distâncias, os investigadores conseguem traçar como a taxa de colisões entre galáxias se alterou ao longo do tempo cósmico.

No universo primordial, as galáxias estavam mais próximas e eram mais ricas em gás, o que tornava as colisões mais frequentes e mais violentas. Este gigamaser recém-detectado fornece um ponto de referência valioso desse período intermédio, quando o universo ainda estava a montar estruturas massivas a grande velocidade.

Estas medições podem ser incorporadas em simulações que seguem milhares de milhões de galáxias virtuais enquanto se fundem, formam estrelas e alimentam buracos negros centrais. Fazer coincidir a população simulada de masers com a população real torna-se um teste exigente à física incluída nesses modelos.

Termos-chave e o que significam na prática

Algumas expressões associadas a este resultado soam muito técnicas, mas as ideias por trás delas são simples:

Termo	Explicação simples
Ano-luz	Distância percorrida pela luz num ano, cerca de 9,46 biliões de quilómetros; usada para expressar distâncias cósmicas.
Lente gravitacional	Objecto massivo cuja gravidade desvia e amplia luz ou ondas de rádio de uma fonte mais distante atrás dele.
Maser / megamaser	“Lasers espaciais” naturais que emitem ondas de rádio intensas, frequentemente associados a gás denso perto de estrelas jovens ou a fusões de galáxias.
Hidroxilo (OH)	Molécula simples de oxigénio e hidrogénio que, no espaço, pode actuar como material activo destes masers cósmicos.

Uma forma útil de imaginar este evento é pensar num farol distante a atravessar nevoeiro. As galáxias em fusão são a fonte intensa; o gás e a poeira funcionam como o nevoeiro que normalmente esconde os detalhes. O gigamaser de hidroxilo é como um feixe concentrado que corta essa opacidade. A galáxia em primeiro plano, ao actuar como lente gravitacional, desempenha o papel de uma lente de vidro espesso que amplifica o feixe, permitindo que o observador - o nosso radiotelescópio - o distinga à grande distância.

Na próxima década, à medida que mais destes “lasers do espaço” forem detectados e caracterizados, os investigadores esperam refinar medições de distâncias cósmicas, testar teorias da gravidade em grandes escalas e compreender melhor como gás, estrelas e buracos negros interagiram durante algumas das épocas mais intensas e sobrelotadas do universo.