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

O que começou como um sinal quase impercetível acabou por revelar uma das descobertas mais interessantes da radioastronomia recente: uma emissão de rádio natural, amplificada por um alinhamento cósmico raro, que ajuda a perceber melhor como as colisões violentas entre galáxias moldaram o universo jovem.

A record-breaking radio signal from halfway across the universe

O sinal vem de um objeto com a designação técnica HATLAS J142935.3-002836, situado a mais de 8 mil milhões de anos-luz da Terra. Quando esta radiação foi emitida, o universo tinha apenas cerca de 5 mil milhões de anos, ou seja, perto de um terço da idade atual.

Em condições normais, uma emissão de rádio destas chegaria à Terra extremamente enfraquecida. Ter-se-ia espalhado pelo espaço e desaparecido no ruído de fundo do cosmos.

A deteção empurra o recorde de distância para este tipo de sinal natural de rádio e sugere que podem existir muitas mais fontes semelhantes ainda escondidas.

O que tornou este caso especial foi uma coincidência geométrica extraordinária. Entre a Terra e a galáxia de origem existe uma segunda galáxia massiva, colocada quase exatamente na mesma linha de visão. A sua gravidade curva e concentra as ondas de rádio vindas de trás, funcionando como uma lente de aumento natural. Este efeito, conhecido como lente gravitacional, reforça de forma dramática a intensidade do sinal.

Os astrónomos estimam que esta amplificação multiplica a força da radiação por um fator enorme, transformando um objeto que seria invisível num sinal destacado nos dados do MeerKAT. Sem essa galáxia intermédia, o sinal muito provavelmente passaria despercebido.

MeerKAT’s sharp ears in the Karoo desert

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

A matriz foi concebida para ser extremamente sensível a emissões de rádio muito fracas. Varre continuamente grandes áreas do céu do hemisfério sul, procurando pequenas assinaturas no espetro de rádio que possam denunciar nuvens de gás distantes, galáxias e objetos raros como este.

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

Investigadores liderados por Marcin Glowacki, da Universidade de Pretória, identificaram o alinhamento invulgar em dados recolhidos em abril de 2025. A análise preliminar, publicada no servidor Arxiv, descreve uma configuração tripla: a galáxia em colisão como fonte, a galáxia de lente ao meio e a Terra quase perfeitamente alinhada.

When galaxies collide: how a gigamaser is born

O sinal em si vem de moléculas de hidroxilo (uma combinação de um átomo de oxigénio e um de hidrogénio) escondidas no coração turbulento de duas galáxias em fusão. Quando as galáxias colidem, as suas enormes nuvens de gás chocam e comprimem-se.

Essa compressão brutal gera temperaturas e densidades extremas. Nessas condições, as moléculas de hidroxilo são “bombardeadas” para estados de energia mais elevados. Quando regressam a níveis inferiores, emitem radiação em comprimentos de onda de rádio muito específicos.

Em vez de brilharem de forma fraca em todas as direções, essa emissão pode tornar-se coerente e muito concentrada, um pouco como o processo que está na base de um laser. No espaço, estes objetos chamam-se “masers”. Quando a emissão se torna extraordinariamente intensa e abrange uma grande região dentro de uma fusão galáctica, os astrónomos classificam-nos como “megamasers”.

A nova fonte detetada é tão luminosa que os cientistas defendem que merece uma categoria ainda mais energética, a que chamam “gigamaser”.

No caso de HATLAS J142935, as galáxias em colisão parecem estar a formar estrelas a um ritmo frenético - centenas de vezes a massa do Sol por ano. Esta formação estelar acelerada mantém as moléculas de hidroxilo excitadas, sustentando o poderoso feixe de rádio durante longos períodos de tempo cósmico.

Why these cosmic lasers matter

Os megamasers e gigamasers são muito mais do que curiosidades astronómicas. Funcionam como marcadores fiáveis de gás denso e poeirento em galáxias distantes, precisamente o material que alimenta a formação estelar e o crescimento de buracos negros.

Ao mapear de onde vêm estas emissões, os astrónomos conseguem reconstruir como o gás está distribuído em galáxias longínquas e de que forma as fusões reorganizam esse gás. Isso, por sua vez, entra nos modelos de evolução galáctica, ajudando a explicar como sistemas caóticos e em colisão evoluem para espirais ou elípticas mais estáveis.

Sinais como este também permitem estudar condições cósmicas muito para lá do alcance dos telescópios óticos tradicionais, que têm dificuldade quando a poeira bloqueia a luz visível. As ondas de rádio atravessam essa poeira e revelam atividade escondida nos núcleos galácticos.

MeerKAT as a pathfinder for the Square Kilometre Array

Para além da emoção imediata de bater um recorde de distância e intensidade, esta deteção funciona como prova de conceito. Mostra que combinar levantamentos de rádio sensíveis com o efeito de lente gravitacional pode abrir uma nova janela sobre objetos fracos e distantes.

Os astrónomos esperam agora que muitos mais megamasers, e talvez gigamasers, estejam à espera por trás de lentes gravitacionais naturais espalhadas pelo céu.

O MeerKAT está a servir de campo de testes para o Square Kilometre Array (SKA), um projeto internacional que acabará por 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 instalações atuais, incluindo o MeerKAT.

Quando as primeiras fases do SKA começarem a operar, atualmente previstas para o final da década de 2020, os investigadores planeiam concentrar-se em regiões onde grandes aglomerados de galáxias curvam a luz e as ondas de rádio de fundo. Esses aglomerados geram múltiplos eventos de lente, transformando-se em vastas redes de amplificação natural.

• MeerKAT: 64 antenas no Karoo, em funcionamento e a realizar levantamentos amplos de rádio.
• Lente gravitacional: a massa de uma galáxia ou aglomerado em primeiro plano magnifica fontes de fundo.
• Gigamaser: uma forma extremamente luminosa de maser de hidroxilo associada a fusões galácticas violentas.
• SKA: matriz de nova geração que vai ampliar de forma decisiva o alcance destas pesquisas.

Ao revisitar de forma sistemática regiões ricas em lentes e ao combinar os dados atuais do MeerKAT com observações futuras do SKA, os cientistas pretendem construir um catálogo com milhares de masers distantes. Esse catálogo pode revelar com que frequência ocorreram fusões galácticas em diferentes épocas e a rapidez com que as estrelas se formaram durante esses períodos turbulentos.

What this tells us about the young universe

Um sinal com 8 mil milhões de anos não fala apenas de uma fusão dramática em particular. Dá também informação estatística sobre uma era inteira. Quando os investigadores comparam deteções de masers a diferentes distâncias, conseguem traçar como a taxa de colisões entre galáxias mudou ao longo do tempo cósmico.

No universo primitivo, as galáxias estavam mais próximas umas das outras e tinham muito mais gás, o que tornava as colisões mais frequentes e mais violentas. O gigamaser agora detetado fornece um ponto de dados bem colocado dessa fase intermédia, quando o universo ainda estava ocupado a montar estruturas massivas.

Estas medições podem ser integradas em simulações que acompanham milhares de milhões de galáxias virtuais à medida que se fundem, formam estrelas e fazem crescer buracos negros centrais. Comparar a população simulada de masers com a real serve como um teste poderoso à física incluída nesses modelos.

Key terms and what they actually mean

Parte da linguagem associada a este resultado pode soar técnica, mas as ideias de base são relativamente diretas:

Term	Explicação simples
Ano-luz	A distância que a luz percorre num ano, cerca de 9,5 biliões de quilómetros; usado para expressar distâncias cósmicas.
Lente gravitacional	Um objeto muito massivo cuja gravidade curva e amplifica a luz ou as ondas de rádio de uma fonte mais distante atrás dele.
Maser/megamaser	“Lasers” naturais do espaço que emitem ondas de rádio intensas, muitas vezes produzidos em gás denso perto de estrelas jovens ou em fusões galácticas.
Hidroxilo (OH)	Uma molécula simples de oxigénio e hidrogénio; no espaço, pode atuar como o material ativo destes masers cósmicos.

Para quem não é especialista, uma forma útil de imaginar este fenómeno é pensar num farol distante a atravessar nevoeiro. As galáxias em fusão fornecem a fonte luminosa intensa. Poeira e gás são o nevoeiro, que normalmente esconde os detalhes. O gigamaser de hidroxilo é como um feixe concentrado que corta essa obstrução. A galáxia de lente entretanto coloca-se como uma lente de vidro espessa, reforçando o feixe para que o nosso telescópio, o observador numa costa distante, o consiga distinguir.

Na próxima década, à medida que mais destes “lasers” naturais do espaço forem acompanhados, os investigadores esperam afinar medições de distâncias cósmicas, testar teorias da gravidade em grande escala e perceber melhor como gás, estrelas e buracos negros interagiram durante alguns dos períodos mais intensos e povoados do universo.