MeerKAT detecta o gigamaser HATLAS J142935.3–002836, o “laser espacial” mais distante

Mesmo parecendo coisa de ficção científica barata dos anos 1950, os “lasers espaciais” existem - e astrofísicos acabam de identificar o mais brilhante e o mais distante já visto.

Trata-se de um “gigamaser” a sair de uma colisão colossal entre galáxias, a cerca de 8 mil milhões de anos-luz de distância, onde gás comprimido está a estimular moléculas de hidróxido a emitirem ondas de rádio extremamente intensas no mesmo comprimento de onda.

O “laser espacial” mais distante observado até agora

O recorde deste “enorme laser de micro-ondas” foi alcançado graças ao radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, com uma ajuda extra da natureza: a lente gravitacional.

“Estamos a ver o equivalente em rádio de um laser a meio caminho do Universo. E mais: durante a viagem até à Terra, as ondas de rádio são ainda mais amplificadas por uma galáxia em primeiro plano, perfeitamente alinhada, mas sem relação com a fonte. Essa galáxia funciona como uma lente, da mesma forma que uma gota de água num vidro, porque a sua massa curva o espaço-tempo local”, afirma Thato Manamela, astrofísico da Universidade de Pretória, na África do Sul.

“Então temos um laser de rádio a atravessar um telescópio cósmico antes de ser detetado pelo potente radiotelescópio MeerKAT - tudo junto a permitir uma descoberta maravilhosamente fortuita.”

Laser, maser e a emissão estimulada explicada

Embora hoje quase ninguém use o termo dessa forma, “laser” começou como um acrónimo. Significa “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação” - e, se em vez de luz se considerar micro-ondas, obtém-se um “maser”.

Laser e maser surgem em condições parecidas. É preciso uma grande quantidade de átomos ou moléculas num estado excitado e fotões com uma energia específica a circularem. Quando um fotão atinge um átomo ou uma molécula, pode desencadear a emissão de outro fotão no mesmo nível de energia. Esses fotões adicionais podem, por sua vez, provocar a libertação de ainda mais fotões, ampliando a emissão.

Masers astrofísicos naturais podem aparecer em sistemas como cometas aquecidos por estrelas, atmosferas planetárias e estelares, regiões de formação de estrelas e remanescentes de supernovas. Emissões mais potentes, chamadas megamasers, podem ser geradas por acontecimentos ainda mais energéticos, como buracos negros supermassivos ou galáxias em colisão.

Por que o HATLAS J142935.3–002836 entra na categoria de gigamaser

O novo caso, designado HATLAS J142935.3–002836, ultrapassa o patamar de megamaser e entra numa classe ainda mais rara: a de gigamaser. Eles podem ser milhares de milhões de vezes mais brilhantes do que um maser “comum”.

Libertar tamanha energia exige uma fornalha inimaginável - e, aqui, essa fonte é a força de duas galáxias a chocarem e a fundirem-se numa só. As interações gravitacionais intensas comprimem o gás e disparam um surto de formação de estrelas recém-nascidas. Os fotões dessas estrelas jovens estimulam moléculas de hidróxido que estão espalhadas pelo ambiente, intensificando a emissão em micro-ondas e gerando um gigamaser.

A luz desse evento percorreu 7,82 mil milhões de anos-luz até chegar ao MeerKAT, superando o recorde anterior de “apenas” 5 mil milhões. E também é o mais brilhante registado até agora, em grande parte devido ao aumento de brilho causado pela lente gravitacional que a luz atravessa no caminho.

“Esta descoberta destaca o potencial do MeerKAT para investigar megamasers de hidróxido em alto desvio para o vermelho, aprofundando a nossa compreensão sobre eles e oferecendo traçadores valiosos para explorar diferentes aspetos de escoamentos de galáxias e da atividade de fusões”, escrevem os investigadores.

O estudo foi aceite para publicação na revista Cartas dos Avisos Mensais da Sociedade Astronómica Real e, por enquanto, está disponível como uma versão de pré-publicação.