Telescópio Euclid identifica os dois quasares mais antigos já observados no Universo

O telescópio espacial Euclid, operado pela Agência Espacial Europeia (ESA), identificou os dois quasares mais antigos já registrados pela astronomia. Os objetos existiam quando o Universo tinha apenas 670 milhões de anos de idade, o que corresponde a cerca de 5% da idade atual do cosmos, estimada em torno de 13,8 bilhões de anos.

O que é um quasar

Apesar do nome pouco familiar, um quasar não é um tipo diferente de estrela nem de planeta, mas sim uma galáxia em uma fase muito específica de sua evolução. No centro dessa galáxia existe um buraco negro supermassivo que está crescendo de forma acelerada, engolindo enormes quantidades de gás e poeira ao seu redor.

A luz captada pelo Euclid não vem do buraco negro propriamente dito, mas do material que o cerca. Antes de ser engolido, o gás gira em altíssima velocidade ao redor do buraco negro, formando um disco extremamente quente. O atrito gerado por esse movimento aquece a matéria a milhões de graus, fazendo com que ela emita uma quantidade gigantesca de energia. É justamente essa região aquecida, e não o buraco negro em si, que produz o brilho característico dos quasares.

Em determinados casos, esse núcleo luminoso chega a ser centenas ou até milhares de vezes mais brilhante do que todas as estrelas da galáxia somadas. Os dois quasares agora descobertos eram tão intensos que cada um deles emitia uma quantidade de energia equivalente à de aproximadamente um trilhão de sóis.

Um mistério sobre o crescimento dos buracos negros

A descoberta, publicada na revista científica Astronomy & Astrophysics, chama atenção não apenas pelo brilho extraordinário desses objetos, mas também porque pode ajudar a responder uma das questões mais intrigantes da astronomia contemporânea: como buracos negros gigantescos conseguiram se formar tão cedo na história do Universo.

Atualmente, os cientistas sabem que praticamente toda galáxia abriga em seu centro um buraco negro supermassivo. O que existe na Via Láctea, por exemplo, tem cerca de quatro milhões de vezes a massa do Sol. Em outras galáxias, esses objetos podem chegar a ser bilhões de vezes mais massivos que o próprio Sol.

O problema é que esses buracos negros gigantes não surgem já formados. Eles crescem aos poucos, acumulando gás, estrelas e até outros buracos negros ao longo de sua história. De acordo com as teorias vigentes, esse processo de crescimento costuma levar um tempo muito longo.

É justamente nesse ponto que surge o mistério revelado pela nova descoberta. Os quasares agora identificados mostram que já existiam buracos negros enormes quando o Universo ainda era extremamente jovem. Em apenas 670 milhões de anos após o Big Bang, esses objetos já haviam acumulado massa suficiente para alimentar alguns dos fenômenos mais brilhantes de todo o cosmos. Para muitos astrônomos, esse intervalo de tempo parece curto demais para ser explicado pelos modelos atuais de formação e crescimento de buracos negros.

A dificuldade de enxergar o passado distante do Universo

Localizar esses quasares não é uma tarefa simples. Eles estão a mais de 13 bilhões de anos-luz de distância da Terra, o que significa que a luz emitida por eles levou mais de 13 bilhões de anos para chegar até os telescópios terrestres. É por essa razão que os cientistas se referem a esses quasares no passado: o que está sendo observado hoje é como esses objetos eram logo após o nascimento do Universo, e não como são atualmente.

Além da distância extrema, existe outro obstáculo importante. Ao longo dessa longa viagem, a expansão do próprio Universo faz com que a luz emitida pelos quasares seja "esticada". Em vez de chegar à Terra principalmente na faixa da luz visível, essa radiação passa a se manifestar no infravermelho, uma faixa do espectro com comprimento de onda mais longo, que o olho humano não consegue enxergar diretamente.

Por causa desse efeito, telescópios convencionais enfrentam grande dificuldade para detectar esses objetos tão antigos. Muitos deles são simplesmente invisíveis para instrumentos capazes de captar apenas a luz visível.

O papel decisivo do telescópio Euclid

Foi justamente para superar essa limitação que o telescópio Euclid foi projetado. Lançado em 2023, o equipamento conta com instrumentos capazes de observar tanto a luz visível quanto o infravermelho próximo. Essa combinação de capacidades permite detectar objetos muito mais fracos e distantes do que aqueles identificados pelos grandes levantamentos realizados a partir de observatórios terrestres.

Até pouco tempo atrás, os astrônomos só conseguiam identificar os quasares mais brilhantes do Universo primordial. A situação era comparável a tentar compreender uma floresta observando apenas as árvores mais altas: o restante da população de quasares permanecia praticamente invisível para os instrumentos disponíveis.

"O Euclid é um verdadeiro divisor de águas", afirmou Daming Yang, astrônomo da Universidade de Leiden, na Holanda, e principal autor do estudo, em comunicado divulgado pela equipe responsável pela pesquisa.

Um censo inédito de quasares no início do Universo

Os resultados obtidos comprovam a afirmação de Yang. Em apenas um ano de observações, o telescópio Euclid identificou 31 quasares que existiam quando o Universo tinha menos de 770 milhões de anos. Antes desse levantamento, os cientistas conheciam pouco mais de uma dezena de objetos pertencentes a essa mesma época remota da história cósmica.

"Esta descoberta mais do que duplica o número de quasares tão antigos que conhecemos", afirmou Antonio La Marca, pesquisador da ESA que integra a equipe do Euclid, também em nota divulgada pela agência espacial.

"A equipe do Euclid realizou, pela primeira vez, um verdadeiro 'censo' de quasares no alvorecer do Universo. É um grande passo para a compreensão desses objetos fascinantes em um nível mais fundamental", completou La Marca.

O que vem pela frente

Os pesquisadores acreditam que essa descoberta represente apenas o início de um trabalho muito maior. Os 31 quasares foram identificados usando apenas os primeiros 18 meses de observações do telescópio, uma parcela relativamente pequena de todos os dados que o Euclid deverá reunir ao longo de sua missão, prevista para durar seis anos. Ao final desse período, o observatório terá mapeado mais de um terço de todo o céu observável.

A expectativa da equipe científica é descobrir centenas de outros quasares igualmente antigos e, possivelmente, encontrar objetos ainda mais próximos do momento do Big Bang. Cada nova descoberta deverá contribuir para reconstruir um período da história do Universo que ainda permanece pouco conhecido pelos cientistas, ajudando a esclarecer como os primeiros buracos negros supermassivos conseguiram crescer tão rapidamente logo após o nascimento do cosmos.