Mesmo parecendo coisa de ficção científica barata dos anos 1950, os lasers espaciais existem - e astrofísicos acabam de identificar o exemplo mais brilhante e mais distante já observado.
Trata-se de um gigamaser que está a todo vapor num choque colossal entre galáxias a cerca de 8 bilhões de anos-luz de distância. Ali, gás comprimido estimula moléculas de hidroxilo a emitirem ondas de rádio extremamente intensas no mesmo comprimento de onda.
O “laser de micro-ondas gigantesco” que quebrou recordes foi detectado pelo radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, com uma ajuda natural extra: a lente gravitacional.
"Estamos a ver o equivalente em rádio de um laser a meio caminho através do Universo. Não só isso: durante a sua jornada até à Terra, as ondas de rádio são ainda mais amplificadas por uma galáxia de primeiro plano perfeitamente alinhada, mas não relacionada. Essa galáxia age como uma lente, tal como uma gota de água num vidro, porque a sua massa curva o espaço-tempo local", diz Thato Manamela, astrofísico da Universidade de Pretória, na África do Sul.
"Assim, temos um laser de rádio a atravessar um telescópio cósmico antes de ser detectado pelo poderoso radiotelescópio MeerKAT - tudo isso, em conjunto, a possibilitar uma descoberta maravilhosamente serendipítica."
De “laser” a “maser”: o que o nome quer dizer
Embora hoje quase ninguém use o termo dessa forma, a palavra “laser” nasceu como uma sigla. Ela vem de “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação” - mas, se no lugar de luz você coloca micro-ondas, o resultado é um maser.
Lasers e masers se formam sob condições parecidas. É preciso haver muitos átomos ou moléculas em estado excitado e fótons com uma energia específica circulando pelo meio. Quando um fóton atinge um átomo ou uma molécula, ele pode desencadear a emissão de outro fóton no mesmo nível de energia. Esses fótons adicionais podem, então, provocar a libertação de ainda mais fótons, reforçando a emissão.
Onde masers naturais aparecem no cosmos
Masers astrofísicos naturais podem surgir em sistemas como cometas aquecidos por estrelas, atmosferas planetárias e estelares, regiões de formação de estrelas e remanescentes de supernovas. Emissões mais potentes, chamadas de megamasers, podem ser geradas por eventos ainda mais energéticos - como buracos negros supermassivos ou galáxias em colisão.
O gigamaser HATLAS J142935.3–002836 e a lente gravitacional
O objeto recém-identificado, designado HATLAS J142935.3–002836, vai além do patamar de megamaser e entra numa categoria ainda mais rara: a de gigamaser. Um gigamaser pode ser bilhões de vezes mais brilhante do que um maser comum.
Para libertar tanta energia, é necessário um “forno” de poder difícil de imaginar - e, neste caso, ele vem do impacto de duas galáxias a fundirem-se numa só. As interações gravitacionais violentas comprimem o gás e desencadeiam um surto de formação de estrelas recém-nascidas. Os fótons dessas estrelas jovens estimulam moléculas de hidroxilo que estão ao redor, amplificando a emissão em micro-ondas e produzindo um gigamaser.
A luz desse evento levou 7.82 bilhões de anos-luz para alcançar o radiotelescópio MeerKAT, superando o recorde anterior de distância, de “apenas” 5 bilhões. Ele também é o mais brilhante visto até agora, em grande parte graças ao aumento de brilho proporcionado pela lente gravitacional que a luz atravessa no caminho.
"Esta descoberta destaca o potencial do MeerKAT para investigar megamasers de hidroxilo em alto desvio para o vermelho, aprimorando o nosso entendimento sobre eles e oferecendo traçadores valiosos para explorar diferentes aspetos de escoamentos galácticos e da atividade de fusão", 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 preprint.
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