El Telescopio Espacial Euclid hizo un descubrimiento significativo al identificar 31 nuevos cuásares, incluido el más distante jamás observado. Esta revelación, ayudada por el uso del aprendizaje automático, marca un nuevo capítulo en la investigación de estos objetos celestes, esenciales para comprender el universo en sus primeros momentos.
Los cuásares son fuentes de luz extremadamente brillantes en el cosmos, que se forman cuando el gas y el polvo son atraídos por un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia. Debido a su intensa luminosidad, funcionan como puntos de referencia que permiten a los científicos observar el universo primordial, hace miles de millones de años.
La medición del corrimiento al rojo indica cuánto se ha estirado la luz de un objeto debido a la expansión del universo, revelando su distancia y, en consecuencia, la antigüedad del período cósmico que se está observando. Desde 2011, cuando se encontró el primer cuásar con un desplazamiento al rojo superior a 7, en 15 años sólo se han identificado nueve objetos de este tipo.
Con este nuevo logro, el telescopio espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha duplicado el número de quásares conocidos con un corrimiento al rojo de 7 o más. Este hito se alcanzó en sólo un año y medio de funcionamiento del estudio de área amplia Euclid, lo que demuestra la eficacia del nuevo enfoque.
“Estos cuerpos celestes pueden ofrecer pistas cruciales para comprender la formación de agujeros negros supermasivos”, afirmó Joseph Henawi, profesor de las universidades de California, Santa Bárbara y Leiden. “Estos gigantes, con masas miles de millones de veces mayores que la del Sol, ya existían de alguna forma cuando el universo aún era muy joven”.
Nueva marca de cuásares antiguos establecida con tecnología avanzada
Entre los quásares recién descubiertos, dos destacan por tener corrimientos al rojo de 7,69 y 7,77, superando el récord anterior de 7,64, registrado en 2021. Estos nuevos poseedores de récords, considerados los “más antiguos”, se encuentran a más de 13 mil millones de años luz de la Tierra, lo que refleja el estado del universo apenas 670 millones de años después del Big Bang. El objeto EUCL J1729 es un ejemplo de estos cuásares primordiales, ubicados en regiones profundas del espacio.
La identificación de estos cuásares remotos presenta desafíos complejos. Son extremadamente raros y surgieron en una época en la que pocas galaxias eran lo suficientemente grandes como para albergarlos. Además, la tenue luz que emiten puede confundirse fácilmente con la de las estrellas de la Vía Láctea.
La detección de quásares distantes también se ve dificultada por el cambio de longitud de onda de su luz, que pasa del ultravioleta al infrarrojo cercano debido a la expansión del universo. La atmósfera de la Tierra emite luz en este mismo rango, lo que hace que las observaciones con telescopios terrestres sean aún más complejas.
Para superar estas barreras, el telescopio Euclid empleó una estrategia de observación innovadora. Operando fuera de la atmósfera de la Tierra, combina estudios de áreas amplias en luz visible e infrarroja cercana con el poder del aprendizaje automático.
La capacidad de Euclides para observar vastas porciones del cielo con alta precisión, sin la interferencia de la luz atmosférica, fue fundamental. Además, la aplicación de métodos estadísticos y múltiples algoritmos permitió filtrar decenas de millones de objetos celestes, distinguiendo eficazmente los cuásares de estrellas y galaxias similares.
Posteriormente, los investigadores llevaron a cabo observaciones espectroscópicas, que separan la luz en sus diferentes longitudes de onda, en 123 candidatos preseleccionados. Utilizando los telescopios Keck en Hawaii, el telescopio Magallanes en Chile y el Gran Telescopio Binocular (LBT) en Arizona, se confirmó que 31 de estos objetos eran auténticos quásares.
El enfoque tradicional de la investigación de cuásares solía ser un proceso de descubrimiento individual y confirmación espectroscópica. Con una muestra estadísticamente sólida de 31 objetos, la ciencia ahora puede investigar las propiedades de los primeros cuásares de manera más sistemática, como grupo.
Detalles sobre cómo funciona el Telescopio Espacial Euclid
El Telescopio Espacial Euclid, gestionado por la Agencia Espacial Europea (ESA), opera en órbita fuera de la atmósfera terrestre. Su posición privilegiada permite realizar observaciones sin las distorsiones provocadas por la atmósfera, crucial para captar la luz tenue y distorsionada de objetos celestes muy distantes.
Descubra los secretos de los agujeros negros supermasivos primordiales
Se llevaron a cabo más investigaciones sobre el segundo cuásar más antiguo descubierto. Los hallazgos indican que este objeto es rico en polvo y gas y existe dentro de una galaxia que está experimentando una intensa formación estelar. Estas características podrían ofrecer información valiosa sobre el entorno en el que se desarrollaron los primeros agujeros negros supermasivos.
El origen de estos quásares se remonta al período de reionización cósmica. En esta etapa se cree que emergieron las primeras estrellas y galaxias, ionizando el gas neutro de hidrógeno que llenaba el espacio y dando forma a la posterior evolución del universo.
El equipo de investigadores planea utilizar el telescopio espacial James Webb para estudiar más a fondo las propiedades de los quásares. El trabajo incluye medir la masa de cada agujero negro, analizar la composición química del gas circundante y monitorear la progresión de la reionización cósmica utilizando luz.
En paralelo, el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), operado en colaboración por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Estados Unidos y Europa, en el norte de Chile, se utilizará para investigar polvo, gas y formación de estrellas en las galaxias que albergan estos quásares. Se espera que estas observaciones proporcionen una comprensión más clara de cómo evolucionaron las primeras galaxias gigantes.
“Mi objetivo final es vincular todos estos resultados en una sola línea temporal y completar una ‘crónica del cuásar’ de los primeros mil millones de años del universo”, reveló Henawi, mostrando grandes expectativas. El descubrimiento de un quásar con un corrimiento al rojo superior a 8 en el futuro podría desentrañar cómo eran los cuerpos celestes en los primeros 630 millones de años del universo.