CCVAlg – Astronomia Centro Ciência Viva do Algarve – Astronomia
Crédito: ESA
Os quasares representam uma fase breve na vida de uma galáxia, durante a qual grandes quantidades de matéria espiralam para o buraco negro supermassivo central, libertando enormes quantidades de energia. Nesta fase, o núcleo da galáxia brilha mais intensamente do que qualquer outra coisa no Universo, muitas vezes ofuscando o resto da sua galáxia hospedeira por centenas ou milhares de vezes.
Há décadas que procuramos os primeiros quasares do Universo. Estes objetos revelam o que se passava nos primórdios do cosmos, incluindo a maneira como os primeiros buracos negros supermassivos e as primeiras galáxias se formaram. No entanto, os quasares desta época são difíceis de encontrar. São raros, uma vez que poucas galáxias tinham ainda tido tempo para crescer o suficiente, e a sua luz primordial é fraca e fácil de confundir com a das estrelas mais próximas de nós.
O Euclid, lançado em 2023, está a aprofundar a investigação desta parte misteriosa da história cósmica antiga – com resultados excitantes. O telescópio descobriu agora uns incríveis 31 novos quasares no Universo primitivo, recuando até uma época em que o cosmos tinha apenas 5% da sua idade atual.
“Estes quasares primitivos remontam à infância do Universo”, afirma Daming Yang, da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, autor principal do artigo científico sobre a descoberta da missão Euclid. “Ao identificá-los e estudá-los, podemos compreender melhor como estes enormes sistemas se formaram e cresceram tão rapidamente – um dos maiores mistérios da astrofísica”.
Dois destes núcleos galácticos gigantes e deslumbrantes, alimentados por buracos negros, são mais antigos do que qualquer outro que já tenhamos visto. Estes estão visíveis na primeira fila, o primeiro e o segundo a partir da esquerda.
O quasar mais distante chama-se EUCL J172902.75+641018.1 (desvio para o vermelho de 7,77) e o segundo mais distante chama-se EUCL J125308.55+705432.3 (desvio para o vermelho de 7,69).
Estes “ancestrais” cósmicos brilhavam com a luz de um trilião de Sóis quando o Universo tinha 670 milhões de anos – apenas 5% da sua idade atual.
Crédito: ESA/Euclid/Consórcio Euclid/NASA; processamento – SGS do Euclid e Antoine Basset (CNES)
Por baixo da ponta do iceberg
Os quasares mais antigos de que tínhamos conhecimento até agora eram apenas a ponta do iceberg: os casos excecionais, raros e brilhantes, que têm sido mais fáceis de detetar. Simplesmente não tínhamos encontrado quasares suficientes dos primórdios do Universo para os estudar adequadamente como um grupo. A nova descoberta do Euclid muda tudo isso, captando não só os casos excecionais brilhantes, mas também a maior parte da população de quasares antigos.
“O Euclid é uma verdadeira revolução”, acrescenta Daming. “Antes, só conseguíamos encontrar um punhado dos quasares antigos mais brilhantes, mas o Euclid permite-nos pesquisar de modo muito mais eficiente em enormes áreas do céu para captar luz muito mais fraca. É uma ferramenta única para a caça aos quasares”.
Esta descoberta acrescenta 12 novos quasares com um “desvio para o vermelho” – uma medida de distância e movimento relacionada com a forma como a luz se propaga pelo nosso cosmos em expansão – igual ou superior a 7, correspondendo aos primeiros 770 milhões de anos do Universo.
Os dois mais antigos do lote, EUCL J172902.75+641018.1 e EUCL J125308.55+705432.3, apresentam desvios para o vermelho de 7,77 e 7,69, respetivamente, estabelecendo um novo recorde para os quasares mais antigos alguma vez encontrados. Ambos situam-se a pouco mais de 13 mil milhões de anos-luz de distância e surgiram durante os primeiros 670 milhões de anos do Universo.
“Esta descoberta mais do que duplica o número de quasares que conhecemos com uma idade tão avançada”, afirma Antonio La Marca, investigador da ESA na equipa do Euclid. Descobrir os primeiros cerca de 10 quasares com um desvio para o vermelho igual ou superior a 7 levou aos astrónomos mais de uma década – mas o Euclid já descobriu mais do que isso num único ano.
“A equipa do Euclid realizou, pela primeira vez, um verdadeiro ‘censo’ dos quasares no início do Universo”, acrescenta Antonio. “É um grande passo para compreender estes objetos fascinantes a um nível mais fundamental”.
Esta imagem de todo o céu está sobreposta ao mapa da missão Planck da ESA, de 2014, sendo que a faixa horizontal brilhante corresponde ao plano da nossa Galáxia, a Via Láctea, onde se encontra a maioria das suas estrelas.
Crédito: ESA/Euclid/Consórcio Euclid/NASA/Colaboração Planck/A. Mellinger; reconhecimento – Jean-Charles Cuillandre, João Dinis
Um marco na história cósmica
O segundo quasar mais antigo descoberto por Daming e colegas foi recentemente estudado com mais pormenor por Silvia Belladitta e colaboradores. Estas observações revelaram que o quasar está imerso numa galáxia empoeirada e repleta de gás, que está a formar novas estrelas a um ritmo frenético, dando uma ideia de como poderá ser a galáxia hospedeira de um buraco negro supermassivo primitivo.
Os quasares remetem para um período fascinante da história cósmica conhecido como a “época da reionização”: quando tudo passou de um estado frio e escuro (a “idade das trevas”) para um estado quente e “ionizado” (dividido por luz energética). Esta época de transição foi um período crucial que preparou o terreno para tudo o que vemos hoje.
“Os quasares antigos são descobertas raras. São interessantes por si só, mas também são máquinas do tempo que nos permitem explorar o Universo primitivo e compreender como surgiu a primeira geração de galáxias”, afirma Valeria Pettorino, cientista do projeto Euclid da ESA.
“As capacidades do Euclid são inigualáveis. O telescópio combina uma grande área de cobertura, profundidade, imagens nítidas e uma visão infravermelha espacial única, de uma forma que nos permite identificar objetos raros e extremamente distantes com muito mais eficácia do que antes”.
E não se trata apenas do telescópio: o processamento de dados só é possível graças aos milhares de cientistas e engenheiros do Consórcio Euclid que trabalham em conjunto para alcançar descobertas científicas, analisando enormes conjuntos de dados para identificar quasares raros e distantes que possamos estudar mais profundamente utilizando telescópios terrestres”.
Os 31 quasares aqui referidos foram descobertos nos dados do Euclid Wide Survey, que, quando estiver concluído, cobrirá mais de um-terço do céu total. O Euclid irá revelar os segredos do Universo escuro; o telescópio está a explorar a sua composição, história e evolução, e a mapear a sua estrutura em grande escala, observando milhares de milhões de galáxias – e revelando muitos quasares – ao fazê-lo.
// ESA (comunicado de imprensa)
// Consórcio Euclid (comunicado de imprensa)
// Universidade de Leiden (comunicado de imprensa)
// Universidade do Arizona (comunicado de imprensa)
// NASA (blog)
// Caltech (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)
Saiba mais:
Quasar:
Wikipedia
Buraco negro supermassivo:
Wikipedia
Desvio para o vermelho:
Wikipedia
