Um grupo internacional de pesquisadores, que incluía cientistas da Universidade de Michigan (EUA), utilizou o telescópio espacial Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA) para detectar 31 dos quasares mais antigos já observados.
Era da Reionização e Novas Descobertas
Esses quasares são tão antigos que pertencem à chamada era da reionização do Universo, um período de formação das primeiras estrelas, galáxias e buracos negros supermassivos. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.
Jinyang Yang, coautora do novo estudo e assistente-professora do Departamento de Astronomia da Universidade de Michigan, observou: «Isto é realmente fascinante». Ela acrescentou que esses quasares brilhantes, que emitem do coração da era da reionização — a última grande transição na história do nosso Universo —, fornecem informações valiosas sobre como o cosmos surgiu da escuridão e como os primeiros buracos negros supermassivos se formaram.
Popular
O que são quasares?
Os quasares são alguns dos objetos mais brilhantes e energeticamente potentes no Universo. Eles são alimentados por buracos negros supermassivos que absorvem matéria nos centros das galáxias. Embora sua vida seja curta em comparação com a longevidade de uma galáxia, nesse período relativamente curto eles podem brilhar centenas ou milhares de vezes mais do que o resto de suas galáxias hospedeiras.
A descoberta dos quasares mais distantes permite que os astrônomos estudem o Universo primitivo. No entanto, os quasares antigos são raros, pois poucas galáxias tiveram tempo de crescer o suficiente para serem seus hospedeiros. Além disso, são difíceis de encontrar, pois sua luz original é fraca e facilmente mascarada por estrelas.
O papel do telescópio Euclid
Segundo o coautor do estudo, Feige Wang, pesquisador de astronomia da Universidade de Michigan, a missão Euclid, que iniciou sua visão cosmológica em fevereiro de 2024, abre um novo capítulo nessas buscas. Ele afirmou: «A missão Euclid muda completamente as regras do jogo». Entre os 31 quasares descobertos, 12 têm um desvio para o vermelho superior a 7, o que excede em mais de duas vezes o número de quasares conhecidos com tal alto desvio para o vermelho.
O desvio para o vermelho é uma medida do alongamento do comprimento de onda da luz de um objeto astronômico devido à expansão do Universo. Quanto mais tempo a luz viaja até nós — ou seja, quanto mais distante e mais cedo foi emitida a fonte — maior será seu desvio para o vermelho. Assim, observar objetos com alto desvio para o vermelho permite aos astrônomos olhar para o passado e estudar o Universo em seu estado mais jovem.
Anteriormente, o recorde do quasar mais distante pertencia a uma descoberta feita por Wang e Yang em 2021, com um desvio para o vermelho de 7,64. O novo estudo inclui dois quasares que quebraram esse recorde: um com desvio para o vermelho de 7,69 e outro com 7,77. Isso significa que ambos surgiram dentro de 670 milhões de anos após o Big Bang, e sua luz nos alcançou há mais de 13 bilhões de anos.
Profundidade de Observação Inédita
Uma característica distintiva do Euclid é sua combinação sem precedentes de profundidade e cobertura do céu. Isso permite que o telescópio espacial detecte quasares que são dez ou cem vezes mais fracos do que aqueles encontrados em levantamentos de campo amplo anteriores.
Damin Yang, autor principal do estudo e doutorando da Universidade de Leiden (Holanda), chamou o Euclid de «ferramenta única para caçar quasares». Ele explicou que anteriormente apenas um pequeno número dos quasares antigos mais brilhantes podia ser encontrado, enquanto o Euclid oferece a possibilidade de procurar de forma muito mais eficiente em grandes áreas do céu para capturar luz mais fraca.
Embora o Euclid acelere a busca por candidatos a quasares antigos, os astrônomos também dependem de vários outros telescópios e instrumentos para confirmar e caracterizar esses objetos. Por exemplo, as equipes de Jinyang Yang e Wang, incluindo o pós-doutorando da Universidade de Michigan Xianyu Jin, utilizaram os Telescópios Magalhães no Observatório Las Campanas, no Chile, para analisar os candidatos encontrados pelo Euclid. Eles confirmaram dez dos 31 quasares detectados neste estudo.
Próximas Direções de Pesquisa
No futuro, eles e seus colegas do Consórcio Euclid — composto por 2.600 participantes de 18 países — continuarão a procurar quasares mais antigos e numerosos para responder a perguntas sobre o Universo primitivo.
A equipe de Yang está investigando como esses primeiros buracos negros supermassivos estão crescendo e como eles afetam a evolução de suas galáxias hospedeiras. A equipe de Wang está estudando os ambientes de grande escala ao redor desses quasares, considerando seu lugar na teia cósmica de galáxias.
Os quasares recém-descobertos também podem servir como pontos de referência para o Extremely Large Telescope (ELT), quando ele entrar em operação, o que está previsto para 2029. Este telescópio de 39 metros será o maior do mundo operando com luz visível e infravermelha, sendo a Universidade de Michigan a única universidade dos EUA envolvida em seu projeto e construção.
Yang enfatizou: «Queremos responder às perguntas sobre como esses quasares se formaram, quais buracos negros os geraram e como eles cresceram». Ela acrescentou que as observações atuais de quasares distantes questionam os modelos existentes de formação de buracos negros e crescimento inicial. «Toda vez que obtemos novos dados observacionais sobre novos quasares, podemos impor restrições cada vez mais rigorosas a esses modelos».
O Euclid receberá reforços adicionais nesta nova era de descobertas de quasares em breve. O Observatório Vera Rubin iniciou sua varredura do céu no ano passado no topo de uma montanha no Chile, usando a maior câmera do mundo. E o Telescópio Espacial Roman está programado para lançamento em 30 de agosto, com um campo de visão 100 vezes maior do que o Telescópio Espacial Hubble.
Wang concluiu: «Em essência, no próximo ano teremos três levantamentos de telescópios realmente poderosos, e eles nos permitirão avançar no campo do desvio para o vermelho». Ele observou que atingir um desvio para o vermelho de 9 pode levar vários anos, mas, em sua opinião, um desvio para o vermelho de 8 pode ser visto muito em breve.
