Usando o telescópio espacial Euclid, da Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês), pesquisadores afirmaram ter identificado 31 quasares antigos, um dos objetos mais luminosos e energéticos do Universo.

Entre eles estavam os dois quasares mais antigos conhecidos, datando de pouco mais de 13,1 bilhões de anos atrás, cerca de 670 milhões de anos após o evento inicial do Big Bang. Ambos brilham com uma luminosidade cerca de um trilhão de vezes maior que a do Sol.

Quasares como esses são alimentados por buracos negros com massas muito superiores a do Sol —as massas dos dois recém-identificados ainda precisem ser medidas com precisão.

“Um quasar é o núcleo incandescente de uma galáxia”, afirma Daming Yang, doutorando em astrofísica no Observatório de Leiden, da Universidade de Leiden, na Holanda, e autor principal do estudo publicado na segunda-feira (6) na revista Astronomy & Astrophysics.

“No centro está um buraco negro gigante. Os buracos negros em si são escuros, mas a gravidade do buraco negro atrai gás e poeira, que espiralam em sua direção como água descendo pelo ralo. Quando isso acontece, o gás fica incrivelmente quente e brilha mais do que toda a galáxia ao seu redor”, explica o pesquisador.

Os dois mais antigos descritos no estudo datam de um capítulo da história do universo que os cientistas chamam de época da reionização, ou aurora cósmica.

“O Universo naquela época era muito menor e mais denso e estava preenchido por uma névoa de hidrogênio neutro. Era também um período de mudanças rápidas: as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros estavam se acendendo e dissipando essa névoa, transformando o universo no espaço transparente que vemos hoje”, disse Yang.

Durante esse período, os átomos de hidrogênio foram despojados de seus elétrons e colocados no estado em que a maior parte do hidrogênio no espaço intergaláctico permanece até hoje.

Nos últimos anos, cientistas obtiveram uma compreensão maior dos estágios iniciais do Universo por meio de observações do telescópio James Webb e do Euclid, entre outros. Ele possuía galáxias maduras e, como demonstra o novo estudo, buracos negros supermassivos famintos e enormes em seu interior.

“Tudo estava compactado em um volume muito menor, já que o Universo se expandiu aproximadamente oito vezes em escala linear desde então”, afirmou o astrofísico e coautor do estudo Joseph Hennawi, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara (Estados Unidos) e da Universidade de Leiden.

“A coisa mais importante que esses quasares distantes nos dizem é que esses buracos negros supermassivos já estavam presentes em tempos cósmicos extremamente remotos. Isso não oferece muito tempo para o crescimento desses objetos, porque o Universo é simplesmente jovem demais. Esse é um grande problema não resolvido na astrofísica”, disse Hennawi.

A existência de buracos negros supermassivos tão antigos e dessa escala leva o entendimento atual sobre o crescimento de buracos negros ao seu limite.

“Ou os primeiros buracos negros já nasceram massivos por meio de algum canal exótico, ou cresceram muito mais rápido do que pensávamos ser possível. Cada passo mais para trás no tempo torna esse enigma mais difícil”, afirmou Yang. “Esse é o mistério central desses objetos. E, honestamente, esse estudo aprofunda o mistério em vez de resolvê-lo.”

As primeiras galáxias eram diferentes das grandes estruturas espirais e elípticas gigantes que vemos hoje. Elas eram comparativamente menores, embora mais ricas no gás que impulsionava a formação de estrelas.

Como ainda acontece hoje, no centro de cada uma dessas galáxias está um buraco negro supermassivo. Nossa própria Via Láctea tem um em seu núcleo, o Sagitário A*.

O Euclid foi lançado em 2023 principalmente para investigar os misteriosos componentes cósmicos chamados energia escura e matéria escura, mas observou quasares, proporcionando um bônus científico.

“Antes do Euclid, décadas de buscas por toda a comunidade astronômica haviam encontrado apenas um punhado de quasares da era primitiva, limitadas principalmente pelos telescópios disponíveis”, disse Yang.

“Com essa amostra, estamos entrando em uma nova era: estudando esses primeiros buracos negros supermassivos como uma população e, finalmente, abordando como eles nasceram e cresceram tão rapidamente quando o Universo era muito jovem.”