Euclides descobre o quasar mais antigo do Universo

Quasares representam uma breve fase na vida de uma galáxia durante a qual grandes quantidades de material espiralam para dentro do buraco negro supermassivo central, liberando 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 em centenas a milhares de vezes.

Há décadas que procuramos os primeiros quasares do Universo. Estes objetos revelam o que estava acontecendo durante os primeiros dias do cosmos, incluindo como os primeiros buracos negros e galáxias supermassivos tomaram forma. No entanto, os quasares desta época são difíceis de encontrar. São raras, pois poucas galáxias ainda tiveram tempo de 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 esta parte misteriosa da antiga história cósmica – com resultados emocionantes. O telescópio descobriu agora um número sem precedentes de 31 novos quasares no Universo primordial, remontando a uma época em que o cosmos tinha apenas 5% da sua idade atual.

“Estes primeiros quasares remontam à infância do Universo”, diz Daming Yang, da Universidade de Leiden, na Holanda, autor principal do artigo sobre a descoberta de Euclides. “Ao encontrá-los e estudá-los, podemos compreender melhor como é que estes enormes sistemas se formaram e cresceram tão rapidamente – um dos maiores mistérios da astrofísica.”

Abaixo da ponta do iceberg

Os primeiros quasares que conhecemos até agora eram apenas a ponta do iceberg: os raros e brilhantes valores discrepantes que foram mais fáceis de detectar. Simplesmente não havíamos encontrado quasares suficientes dos primórdios do Universo para estudá-los adequadamente como um grupo. A nova descoberta de Euclides muda tudo isso, capturando não apenas os valores discrepantes brilhantes, mas também a maior parte da antiga população de quasares.

“Euclides é uma verdadeira virada de jogo”, acrescenta Daming. “Antes, só conseguíamos encontrar alguns dos quasares antigos mais brilhantes, mas o Euclides permite-nos pesquisar de forma muito mais eficiente em enormes áreas do céu para capturar luz muito mais ténue. É uma ferramenta única para a caça de quasares.”

A descoberta adiciona 12 novos quasares em um ritmo ‘desvio para o vermelho‘ – uma medida de distância e movimento relacionada à forma como a luz se move através do nosso cosmos em expansão – de 7 ou mais, 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, têm redshifts de 7,77 e 7,69, respectivamente, estabelecendo um novo recorde para os quasares mais antigos já encontrados. Ambos estão 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 e que são tão antigos”, diz Antonio La Marca, investigador da ESA na equipa Euclid. A descoberta dos primeiros 10 ou mais quasares com um desvio para o vermelho de 7 ou superior levou mais de uma década aos astrónomos – mas Euclides já descobriu mais do que isso num único ano.

“A equipe Euclid realizou pela primeira vez um verdadeiro ‘censo’ de quasares no início do Universo”, acrescenta Antonio. “É um grande passo para a compreensão destes objetos fascinantes a um nível mais fundamental.”

Um marco na história cósmica

O segundo quasar mais antigo encontrado por Daming e colegas foi recentemente estudado com mais detalhes por Silvia Belladitta e colaboradores. Estas observações mostraram que o quasar está inserido numa galáxia poeirenta e cheia de gás que está a formar furiosamente novas estrelas, sugerindo como poderá ser a galáxia hospedeira de um buraco negro supermassivo inicial.

Os quasares remontam a um período fascinante da história cósmica conhecido como ‘época da reionização‘: quando tudo passou de frio e escuro (a ‘idade das trevas’) para quente e ‘ionizado’ (dividido pela luz energética). Esta época de transição foi uma era 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 primordial e compreender como surgiu a primeira geração de galáxias”, afirma Valeria Pettorino, cientista do Projecto Euclides da ESA.

“As capacidades do Euclid são incomparáveis. O telescópio combina uma grande área, profundidade, imagens nítidas e visão infravermelha única baseada no espaço, de uma forma que nos permite identificar objetos raros e extremamente distantes com muito mais eficiência do que antes.

E não é apenas o telescópio: o processamento de dados só é possível graças a milhares de cientistas e engenheiros do Euclid Consortium que trabalham em conjunto para realizar descobertas científicas, analisando enormes conjuntos de dados para identificar quasares raros e distantes que podemos estudar mais detalhadamente usando telescópios no solo.”

Os 31 quasares relatados aqui foram descobertos em dados do Pesquisa ampla de Euclidesque cobrirá mais de um terço do céu total depois de concluído. Euclides revelará os segredos de o universo escuro; o telescópio está a explorar a sua composição, história, evolução e a mapear a sua estrutura em grande escala, observando milhares de milhões de galáxias – e revelando muitos quasares – à medida que o faz.

Notas aos editores

Euclides: Descoberta de 31 novos quasares em 6,6Astronomia e Astrofísica. DOI: 10.1051/0004-6361/202658883

O quasar com maior redshift neste trabalho é denominado EUCL J172902.75+641018.1 (redshift de 7,77), e o segundo maior é denominado EUCL J125308.55+705432.3 (redshift de 7,69). O recordista anterior, descoberto em 2021tem um desvio para o vermelho de 7,64.

Sobre Euclides

Euclides lançado em julho de 2023 e iniciou suas observações científicas de rotina em 14 de fevereiro de 2024. Em Novembro de 2023 e Maio de 2024o mundo teve os primeiros vislumbres da qualidade das imagens de Euclides, e em outubro de 2024 o primeiro pedaço de seu grande mapa do Universo foi lançado. O primeiro lote de dados de pesquisa do Euclid, incluindo uma prévia de seus campos profundos, foi divulgado em Março de 2025. Para mais descobertas e lançamentos de dados da missão, consulte: esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid

Euclid é uma missão europeia, construída e operada pela ESA, com contribuições dos seus Estados-Membros e NASA. O Consórcio Euclides – composto por mais de 2.000 cientistas de 300 institutos em 15 países europeus, EUA, Canadá e Japão – é responsável por fornecer os instrumentos científicos e a análise de dados científicos. A ESA selecionou a Thales Alenia Space como contratante principal para a construção do satélite e do seu módulo de serviço, tendo a Airbus Defence and Space sido escolhida para desenvolver o módulo de carga útil, incluindo o telescópio. A NASA forneceu os detectores do Espectrômetro e Fotômetro de Infravermelho Próximo, NISP. Euclid é uma missão de classe média na ESA Plano de Visão Cósmica.

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