{"id":7084,"date":"2024-06-21T06:30:39","date_gmt":"2024-06-21T05:30:39","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7084"},"modified":"2024-06-21T06:30:39","modified_gmt":"2024-06-21T05:30:39","slug":"descoberto-o-primeiro-par-de-quasares-em-fusao-no-amanhecer-cosmico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/06\/21\/descoberto-o-primeiro-par-de-quasares-em-fusao-no-amanhecer-cosmico\/","title":{"rendered":"Descoberto o primeiro par de quasares em fus\u00e3o no “Amanhecer C\u00f3smico”"},"content":{"rendered":"
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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra dois quasares no processo de fus\u00e3o. Usando o telesc\u00f3pio Gemini North, uma metade do Observat\u00f3rio Internacional Gemini, e o Telesc\u00f3pio Subaru, uma equipa de astr\u00f3nomos descobriu um par de quasares em fus\u00e3o vistos apenas 900 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Este \u00e9 n\u00e3o s\u00f3 o par mais distante de quasares em fus\u00e3o alguma vez encontrado, mas tamb\u00e9m o primeiro par confirmado encontrado no per\u00edodo do Universo conhecido como “Amanhecer C\u00f3smico”.\nCr\u00e9dito: Observat\u00f3rio Internacional Gemini\/NOIRLab\/NSF\/AURA\/M. Garlick<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Com a ajuda do potente instrumento GNIRS do telesc\u00f3pio Gemini North, uma parte do Observat\u00f3rio Internacional Gemini, uma equipa de astr\u00f3nomos descobriu um par de quasares que acaba de bater um duplo recorde. N\u00e3o s\u00f3 \u00e9 o par mais distante de quasares em fus\u00e3o alguma vez encontrado, como tamb\u00e9m \u00e9 o \u00fanico par confirmado na era passada da forma\u00e7\u00e3o mais antiga do Universo.<\/p>\n\n\n\n

Desde o primeiro instante ap\u00f3s o Big Bang que o Universo tem vindo a expandir-se. Isto significa que o Universo primitivo era consideravelmente mais pequeno e que era mais prov\u00e1vel que as gal\u00e1xias em forma\u00e7\u00e3o inicial interagissem e se fundissem. As fus\u00f5es de gal\u00e1xias alimentam a forma\u00e7\u00e3o de quasares – n\u00facleos gal\u00e1cticos extremamente luminosos onde o g\u00e1s e a poeira que caem num buraco negro supermassivo central emitem enormes quantidades de luz. Assim, ao olhar para o Universo primitivo, os astr\u00f3nomos esperariam encontrar v\u00e1rios pares de quasares muito pr\u00f3ximos uns dos outros, \u00e0 medida que as suas gal\u00e1xias hospedeiras se fundem. No entanto, ficaram surpreendidos por n\u00e3o encontrarem exatamente nenhum – at\u00e9 agora.<\/p>\n\n\n\n

Com a ajuda do telesc\u00f3pio Gemini North, uma metade do Observat\u00f3rio Internacional Gemini, que \u00e9 apoiado em parte pela NSF (National Science Foundation) dos EUA e operado pelo NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory), uma equipa de astr\u00f3nomos descobriu um par de quasares em fus\u00e3o vistos apenas 900 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Este \u00e9 n\u00e3o s\u00f3 o par de quasares em fus\u00e3o mais distante alguma vez descoberto, mas tamb\u00e9m o primeiro par confirmado no per\u00edodo da hist\u00f3ria do Universo conhecido como “Amanhecer C\u00f3smico”.<\/p>\n\n\n\n

O Amanhecer C\u00f3smico decorreu entre cerca de 50 milh\u00f5es de anos a mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Durante este per\u00edodo, as primeiras estrelas e gal\u00e1xias come\u00e7aram a aparecer, enchendo de luz, e pela primeira vez, o escuro Universo. A chegada das primeiras estrelas e gal\u00e1xias deu in\u00edcio a uma nova era na forma\u00e7\u00e3o do cosmos, conhecida como a \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

A \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o, que teve lugar no Amanhecer C\u00f3smico, foi um per\u00edodo de transi\u00e7\u00e3o cosmol\u00f3gica. Come\u00e7ando cerca de 400 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, a luz ultravioleta das primeiras estrelas, gal\u00e1xias e quasares espalhou-se pelo cosmos, interagindo com o meio intergal\u00e1ctico e retirando os eletr\u00f5es dos \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio primordiais do Universo, num processo conhecido como ioniza\u00e7\u00e3o. A \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o foi uma \u00e9poca cr\u00edtica na hist\u00f3ria do Universo, que marcou o fim da “Idade das Trevas” c\u00f3smica e que deu origem \u00e0s grandes estruturas que hoje observamos no nosso Universo local.<\/p>\n\n\n\n

Para compreender o papel exato que os quasares desempenharam durante a \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o, os astr\u00f3nomos est\u00e3o interessados em encontrar e estudar os quasares que povoam esta era precoce e distante. “As propriedades estat\u00edsticas dos quasares na \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o dizem-nos muitas coisas, tais como o progresso e a origem da reioniza\u00e7\u00e3o, a forma\u00e7\u00e3o de buracos negros supermassivos durante o Amanhecer C\u00f3smico e a evolu\u00e7\u00e3o inicial das gal\u00e1xias hospedeiras dos quasares”, disse Yoshiki Matsuoka, astr\u00f3nomo da Universidade de Ehime, no Jap\u00e3o, autor principal do artigo cient\u00edfico que descreve estes resultados, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.<\/p>\n\n\n

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Esta imagem, obtida com o instrumento HSC (Hyper Suprime-Cam) do Telesc\u00f3pio Subaru, mostra um par de quasares no processo de fus\u00e3o. As t\u00e9nues manchas de vermelho chamaram a aten\u00e7\u00e3o dos astr\u00f3nomos e a espetroscopia de acompanhamento com o telesc\u00f3pio Gemini North confirmou que estes objetos s\u00e3o quasares. O par \u00e9 observado apenas 900 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. N\u00e3o s\u00f3 este \u00e9 o par mais distante de quasares em fus\u00e3o alguma vez encontrado, mas tamb\u00e9m o primeiro par confirmado no per\u00edodo da hist\u00f3ria do Universo conhecido como Amanhecer C\u00f3smico.
Cr\u00e9dito: NOIRLab\/NSF\/AURA\/T.A. Retor (Universidade do Alasca em Anchorage\/NSF do NOIRLab), D. de Martin (NSF do NOIRLab) e M. Zamani (NSF do NOIRLab)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

At\u00e9 agora foram descobertos cerca de 300 quasares na \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o, mas nenhum deles foi encontrado num par. Isto \u00e9, at\u00e9 que Matsuoka e a sua equipa estavam a rever imagens tiradas com o instrumento HSC (Hyper Suprime-Cam) do Telesc\u00f3pio Subaru e uma t\u00e9nue mancha vermelha lhes chamou a aten\u00e7\u00e3o. “Enquanto examinava imagens de candidatos a quasar, reparei em duas fontes semelhantes e extremamente vermelhas, uma ao lado da outra”, disse Matsuoka. “A descoberta foi puramente casual”.<\/p>\n\n\n\n

A equipa n\u00e3o tinha a certeza de que se tratava de um par de quasares, uma vez que os candidatos a quasares distantes est\u00e3o contaminados por numerosas outras fontes, tais como estrelas e gal\u00e1xias em primeiro plano e por efeitos de lentes gravitacionais. Para confirmar a natureza dos objetos, a equipa realizou espetroscopia de acompanhamento utilizando o FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph) do Telesc\u00f3pio Subaru e o GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) do Gemini North. Os espetros, que dividem a luz emitida por uma fonte nos comprimentos de onda que a comp\u00f5em, obtidos com o GNIRS, foram cruciais para caracterizar a natureza do par de quasares e das suas gal\u00e1xias hospedeiras.<\/p>\n\n\n\n

“O que aprendemos com as observa\u00e7\u00f5es do GNIRS foi que os quasares s\u00e3o demasiado t\u00e9nues para serem detetados no infravermelho pr\u00f3ximo, mesmo com um dos maiores telesc\u00f3pios no solo”, disse Matsuoka. Isto permitiu \u00e0 equipa estimar que uma parte da luz detetada na gama de comprimentos de onda do vis\u00edvel n\u00e3o prov\u00e9m dos quasares propriamente ditos, mas da forma\u00e7\u00e3o estelar em curso nas gal\u00e1xias que os acolhem. A equipa tamb\u00e9m descobriu que os dois buracos negros s\u00e3o enormes, cada um com 100 milh\u00f5es de vezes a massa do Sol. Este facto, associado \u00e0 presen\u00e7a de uma ponte de g\u00e1s entre os dois quasares, sugere que estes e as gal\u00e1xias que os acolhem est\u00e3o a passar por uma fus\u00e3o de grande escala.<\/p>\n\n\n\n

“H\u00e1 muito tempo que se previa a exist\u00eancia de quasares em fus\u00e3o na \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o. Agora foi confirmada pela primeira vez”, disse Matsuoka (t\u00eam existido candidatos, mas \u00e9 dif\u00edcil separ\u00e1-los de poss\u00edveis imagens gravitacionais de um \u00fanico quasar. Existem tamb\u00e9m alguns candidatos a n\u00facleos gal\u00e1cticos ativos duplos embebidos em gal\u00e1xias individuais na \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o, mas estes t\u00eam uma luminosidade, ou atividade de buraco negro, muito menor do que os quasares e s\u00e3o dois componentes dentro de uma \u00fanica gal\u00e1xia, o que \u00e9 qualitativamente diferente do que \u00e9 descrito aqui neste texto).<\/p>\n\n\n\n

A \u00c9poca da Reioniza\u00e7\u00e3o liga a mais antiga forma\u00e7\u00e3o da estrutura c\u00f3smica ao Universo complexo que observamos milhares de milh\u00f5es de anos mais tarde. Ao estudar objetos distantes deste per\u00edodo, os astr\u00f3nomos obt\u00eam informa\u00e7\u00f5es valiosas sobre o processo de reioniza\u00e7\u00e3o e sobre a forma\u00e7\u00e3o dos primeiros objetos do Universo. Mais descobertas como esta podem estar no horizonte com o LSST (Legacy Survey of Space and Time) do Observat\u00f3rio Vera C. Rubin do NSF-DOE (Departamento de Energia dos EUA), com a dura\u00e7\u00e3o de uma d\u00e9cada e com in\u00edcio em 2025, que est\u00e1 preparado para detetar milh\u00f5es de quasares utilizando as suas capacidades de imagem profunda.<\/p>\n\n\n\n

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