Telescópio Euclid descobre 31 dos quasares mais antigos já vistos e desafia teorias sobre o início do Universo Por Beatriz
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O telescópio espacial Euclid, da Agência Espacial Europeia, realizou uma das descobertas mais notáveis de sua missão recente, revelando 31 dos quasares mais antigos já registrados, incluindo os dois exemplos mais distantes já confirmados. A descoberta expande o histórico de observação desses objetos extremamente luminosos e adiciona um novo desafio a um antigo mistério: como o universo conseguiu formar buracos negros supermassivos tão rapidamente após o Big Bang.
Os quasares estão entre os objetos mais luminosos do universo conhecido, impulsionados por buracos negros supermassivos que se alimentam ativamente de gás e poeira circundantes. À medida que o material espirala em direção ao buraco negro, ele se aquece e irradia quantidades enormes de energia, permitindo que os quasares superem o brilho de galáxias inteiras e permaneçam visíveis através de bilhões de anos-luz de distância cósmica, sendo cruciais para observações de épocas remotas.
O brilho dos primeiros quasares no universo infantil
Os dois quasares mais distantes identificados neste novo lote se destacam até mesmo entre o grupo. Ambos brilhavam com a luminosidade de aproximadamente um trilhão de sóis em um período em que o universo tinha apenas cerca de 670 milhões de anos, meros 5% de sua idade atual. Sua luz viajou em direção à Terra por cerca de 13 bilhões de anos, o que significa que as imagens capturadas pelo Euclid mostram esses objetos como existiam quando o próprio cosmos ainda estava em sua infância, de acordo com um relatório publicado pela NASA Science detalhando as descobertas da missão.
Esse período coloca os quasares recém-identificados entre as primeiras galáxias e buracos negros a se formarem após o Big Bang, um período que os astrônomos chamam de aurora cósmica. Encontrar buracos negros supermassivos ativamente em processo de alimentação tão cedo apresenta um verdadeiro desafio aos modelos existentes de formação de galáxias e buracos negros, que geralmente têm dificuldade em explicar como objetos com massas bilhões de vezes maiores que a do sol poderiam se reunir em um período cósmico tão comparativamente curto.
Aceleração sem precedentes na descoberta de quasares
O que torna este anúncio notável, para além dos quasares individuais em si, é a velocidade impressionante com que o Euclid tem os encontrado. Desde seu lançamento em 2023, o telescópio efetivamente dobrou o número total de quasares antigos conhecidos, objetos com redshifts de 7 ou superiores – uma medida que os astrônomos usam para determinar o quão distante no tempo cósmico a luz de um objeto se originou. Antes do Euclid iniciar seu trabalho de pesquisa, foram necessários mais de dez anos de esforço combinado de astrônomos para identificar aproximadamente os primeiros dez quasares nesse limiar de redshift.
Essa aceleração reflete a escala das capacidades de pesquisa do Euclid. Em vez de direcionar objetos individuais um de cada vez, o telescópio é projetado para mapear enormes faixas do céu, permitindo-lhe capturar objetos raros e extremamente distantes, como quasares antigos, em quantidades que as buscas direcionadas simplesmente não conseguiriam igualar. Os 31 quasares identificados neste último lote representam uma fração substancial de todos esses objetos conhecidos pela ciência, reunidos em uma fração do tempo que levou para construir o catálogo anterior.
O enigma persistente dos buracos negros supermassivos
A existência de buracos negros supermassivos, com bilhões de vezes a massa do sol, ativos e em alimentação dentro do primeiro bilhão de anos do universo, permanece como uma das questões abertas mais persistentes na astrofísica. Modelos padrão de crescimento de buracos negros, construídos em torno da acreção gradual de matéria circundante ao longo de longos períodos, têm dificuldade em explicar como esses objetos atingiram massas tão enormes tão rapidamente após os primeiros momentos do universo.
Os pesquisadores que estudam os quasares recém-identificados estão tratando cada um como um ponto de dados que pode, eventualmente, ajudar a resolver essa tensão, seja revelando padrões de como os buracos negros iniciais cresceram, apontando para mecanismos de formação alternativos, ou simplesmente expandindo o tamanho da amostra o suficiente para testar as teorias existentes com maior rigor. Um catálogo maior de quasares antigos confirmados oferece aos astrofísicos mais material para trabalhar do que o pequeno número disponível antes do início da pesquisa do Euclid.
Próximos passos na missão Euclid e futuras revelações
A missão principal do Euclid foi projetada para durar anos, mapeando bilhões de galáxias em uma grande porção do céu, principalmente para estudar a matéria escura e a energia escura. A descoberta de quasares antigos representa algo como um benefício secundário dessa abordagem de pesquisa ampla, já que o amplo campo de visão do telescópio é bem adequado para capturar objetos raros e extremamente distantes que telescópios mais estreitos e direcionados teriam muito menos probabilidade de encontrar por acaso.
Astrônomos envolvidos no projeto indicaram que o trabalho de pesquisa em andamento do Euclid deve continuar a revelar quasares antigos adicionais à medida que cobre mais o céu. Isso significa que o registro atual de 31 objetos, incluindo os dois mais antigos já confirmados, provavelmente é um marco em vez de um total final. Cada detecção adicional acrescenta mais um elemento a uma imagem cada vez mais detalhada de como os primeiros buracos negros gigantes do universo se formaram.
Construindo uma imagem completa da aurora cósmica
Os quasares antigos não são a única ferramenta que os astrônomos usam para estudar as primeiras galáxias do universo, mas oferecem uma vantagem distinta: seu brilho extremo os torna detectáveis em distâncias cósmicas que deixariam uma galáxia comum muito tênue para ser observada com os instrumentos atuais. Essa vantagem de visibilidade é precisamente a razão pela qual os quasares se tornaram um alvo preferencial para sondar a era conhecida como aurora cósmica, o período em que as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros do universo começaram a se formar a partir de uma extensão de gás anteriormente escura e em grande parte sem características.
A combinação da pesquisa de quasares de amplo campo do Euclid com observações de acompanhamento mais detalhadas de outros telescópios, incluindo instrumentos capazes de medir a massa e a taxa de alimentação de um quasar com mais precisão, oferece aos pesquisadores múltiplas linhas de evidência independentes para trabalhar. Espera-se que essa combinação seja mais relevante nos próximos anos, à medida que os astrônomos tentam ir além de simplesmente contar quasares antigos para explicar, em termos físicos concretos, como buracos negros de massa tão surpreendente conseguiram se reunir tão cedo na história do universo.
