MeerKAT detecta Gigamaser de HATLAS J142935.3-002836 após mais de oito bilhões de anos

Um radiotelescópio na África do Sul captou um sinal extraordinariamente intenso que viajou por mais de oito bilhões de anos até chegar à Terra. Por trás desse “grito” vindo de uma fase remota do Universo está o choque colossal entre duas galáxias - e um alinhamento cósmico improvável que amplificou a emissão a ponto de torná-la detectável.

Um sinal de rádio atravessa metade do Universo observável

No centro dessa observação está o objeto identificado como HATLAS J142935.3-002836. Apesar do nome impessoal, ele corresponde a um par de galáxias que se fundiu há cerca de oito bilhões de anos. Naquele período, o Universo tinha aproximadamente cinco bilhões de anos: já havia evoluído além da infância, mas ainda estava bem distante da aparência atual.

A emissão percorreu mais de metade do caminho pelo cosmos observável antes de atingir, em abril de 2025, as antenas do radiotelescópio MeerKAT, instalado na região desértica do Karoo, na África do Sul. Em circunstâncias normais, ondas de rádio originadas tão longe chegariam enfraquecidas demais para serem medidas a partir daqui.

“Só uma combinação fora do comum de três corpos celestes tornou esse sinal recordista mensurável.”

Entre a fonte e a Terra existe ainda uma terceira galáxia. A massa desse objeto de primeiro plano deforma o espaço ao seu redor - um efeito previsto pela Teoria da Relatividade Geral. Essa curvatura atua como uma enorme lupa natural, chamada de lente gravitacional.

Lente gravitacional: a natureza monta um telescópio no espaço

A galáxia intermediária está posicionada com tamanha precisão na linha de visada que concentra e reforça as ondas de rádio vindas do par em colisão. Os astrónomos descrevem esse fenômeno como um “efeito de lente”:

• A massa da galáxia em primeiro plano distorce o espaço.
• As ondas de rádio são desviadas ao longo do trajeto.
• Para nós, o sinal parece mais brilhante e mais intenso do que seria sem a lente.

Esse mecanismo pode multiplicar o brilho por um fator elevado. Sem essa amplificação, o brilho em rádio de HATLAS J142935 simplesmente não teria sido encontrado a partir da Terra. Uma equipe liderada pelo astrónomo Marcin Glowacki, da Universidade de Pretória, identificou essa rara configuração tripla nos dados de uma grande varredura do MeerKAT.

Os investigadores analisaram observações do chamado MeerKAT Absorption Line Survey e se depararam com uma assinatura que se destacava de imediato: clara, muito luminosa para a distância e associada sem ambiguidades a um processo físico específico.

Quando galáxias colidem: nasce um “laser” do espaço

O coração científico da descoberta é um Hydroxyl-Megamaser. Por trás do termo técnico está um fenômeno marcante: um tipo de laser cósmico que, em vez de luz visível, emite ondas de rádio.

Na zona onde as galáxias colidem, há quantidades enormes de gás e poeira. Quando dois sistemas galácticos se chocam, as nuvens de gás são comprimidas de forma violenta. Como resultado, temperatura, densidade e campos de radiação aumentam rapidamente, e a formação de estrelas entra em ritmo acelerado.

Nesse ambiente turbulento, moléculas de hidroxila (OH, um composto de oxigênio e hidrogênio) passam para estados excitados. Sob condições adequadas, muitas dessas moléculas começam a emitir ondas de rádio idênticas - na mesma frequência e na mesma direção. É assim que surge um maser, o equivalente em rádio de um laser.

“Esse Hydroxyl-Megamaser é tão brilhante que os investigadores querem colocá-lo numa nova classe: o primeiro ‘Gigamaser’ confirmado.”

Glowacki e sua equipe defendem que a intensidade medida supera com folga todos os Hydroxyl-Megamaser conhecidos até agora. Por isso, propõem o termo Gigamaser - uma categoria ainda mais energética de “radiolaser” no Universo.

Fábrica de estrelas em modo extremo

A fusão das galáxias envolvidas impulsiona a formação estelar de forma maciça. As estimativas indicam que ali nascem, por ano, várias centenas de massas solares em novas estrelas. Para comparação, a Via Láctea produz grosso modo uma a duas massas solares por ano.

Esse “baby boom” extremo é uma pista importante para a equipe. Ele sugere que sinais de maser tão potentes tendem a aparecer com maior probabilidade em fusões muito ativas e ricas em gás. Quanto mais gás disponível, mais moléculas podem ser excitadas - e mais forte fica o maser.

Propriedade	Hydroxyl-Megamaser	Gigamaser (como HATLAS J142935)
Distância típica	Centenas de milhões de anos-luz	Vários bilhões de anos-luz
Luminosidade	Muito alta	Ainda significativamente mais alta
Ambiente	Galáxias em colisão	Fusão gigantesca, extremamente rica em gás

MeerKAT como precursor de um radiotelescópio gigantesco

O próprio MeerKAT é formado por 64 antenas parabólicas, distribuídas pela região do deserto do Karoo. Em conjunto, elas funcionam como um radiotelescópio virtual de grande porte, com alta sensibilidade a ondas de rádio. O sistema monitora extensas áreas do céu do hemisfério sul e procura, de modo direcionado, regiões onde lentes gravitacionais possam estar presentes.

O MeerKAT também cumpre um papel estratégico: ele é o precursor técnico e científico do Square Kilometre Array (SKA). Esse megaprojeto internacional pretende integrar, nos próximos anos, milhares de antenas na África do Sul e na Austrália. O SKA deve elevar a sensibilidade em rádio em cerca de um fator dez.

“A assinatura de Gigamaser medida agora é um indicativo - mostra o que em breve será possível em grande escala.”

Os investigadores esperam que o SKA revele milhares de fontes de maser até hoje ocultas. Áreas particularmente promissoras são aquelas com grandes aglomerados de galáxias: a gravidade combinada dessas estruturas produz múltiplos efeitos de lente, reforçando em série objetos situados ao fundo.

Caça a “lasers” ocultos no Universo

Com isso, a estratégia para as próximas campanhas fica clara: os futuros levantamentos do céu serão apontados de propósito para regiões onde existam aglomerados muito massivos. Ali, esses conjuntos funcionam como amplificadores naturais distribuídos, capazes de “puxar” sinais fracos das profundezas do espaço.

A meta é montar um catálogo o mais completo possível de fontes de maser distantes. Com esse conjunto de dados, é possível investigar questões como:

• Com que frequência as galáxias se fundem ao longo da história cósmica?
• Em que medida essas colisões aceleram a formação de estrelas?
• Como o gás molecular se distribui em galáxias do Universo jovem?

Dentro de alguns anos, devem surgir bases combinadas de observações do MeerKAT e do SKA. Elas oferecerão uma visão muito mais nítida do Universo distante que emite em rádio do que a disponível hoje. Telescópios ópticos chegam rapidamente ao limite nesse cenário, porque poeira e distâncias enormes absorvem grande parte da luz - já as ondas de rádio atravessam esses obstáculos com muito mais facilidade.

O que significam termos como Megamaser e lente gravitacional

Para muitas pessoas, palavras como “Megamaser” ou “lente gravitacional” soam como ficção científica. Na prática, trata-se de física bem estabelecida.

Um maser (em inglês: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) é, tecnicamente, um dispositivo que amplifica micro-ondas, de maneira análoga ao que um laser faz com a luz. No espaço, o mesmo princípio aparece espontaneamente: quando um grande número de moléculas ocupa o mesmo estado excitado, elas podem emitir, ao mesmo tempo, ondas de rádio idênticas. Um Megamaser é simplesmente uma versão cósmica particularmente poderosa desse processo.

Já as lentes gravitacionais se apoiam na ideia de Einstein de que a massa curva o espaço. Raios de luz - ou ondas de rádio - acompanham essa curvatura como carros seguindo uma estrada inclinada. Quando uma galáxia massiva fica alinhada exatamente entre nós e um objeto ao fundo, a emissão pode ser vista concentrada e amplificada, às vezes na forma de arcos ou anéis no céu.

É justamente a combinação dos dois efeitos que torna esta detecção tão singular: um maser natural, reforçado por uma lupa natural, capturado por um radiotelescópio moderno. No fim, esse sinal com oito bilhões de anos aparece como uma linha discreta em um arquivo de dados - mas carrega uma história de destruição galáctica, nascimento de estrelas e do refinamento dos instrumentos de medição humanos.