Euclid descubre el cuásar más antiguo jamás visto, a 670 millones de años después del Big Bang
El telescopio espacial Euclid de la ESA ha descubierto el cuásar más distante jamás observado, un faro impulsado por un agujero negro supermasivo que brillaba cuando el universo tenía solo 670 millones de años, aproximadamente el 5% de su edad actual de 13.800 millones de años.
El cuásar, designado EUCL J172902.75+641018.1, tiene un corrimiento al rojo de 7,77, superando el récord anterior de 7,64 establecido en 2021 por aproximadamente 15 millones de años. Su luz ha viajado durante más de 13.000 millones de años para llegar al espejo de Euclid.
El descubrimiento es parte de un conjunto de 31 nuevos cuásares anunciados el 6 de julio en Astronomy & Astrophysics, incluido un segundo rompedor de récords con corrimiento al rojo de 7,69 y 12 objetos con corrimiento al rojo de 7 o superior. Antes de Euclid, los astrónomos solo habían encontrado unos nueve cuásares a esas distancias extremas en más de una década de búsqueda. Euclid igualó ese total en aproximadamente un año de observaciones.
“El equipo de Euclid ha realizado un verdadero censo de cuásares en los albores del universo por primera vez”, dijo Antonio La Marca, investigador asociado de la ESA y coautor del estudio.
Cómo los encontró Euclid
La combinación única de capacidades de Euclid lo convierte en el primer telescopio capaz de realizar una búsqueda amplia y sensible de los cuásares más tempranos. Eventualmente cubrirá más de un tercio del cielo a través de su Euclid Wide Survey, utiliza imágenes espaciales nítidas libres de distorsión atmosférica y observa en las longitudes de onda del infrarrojo cercano donde la luz de los objetos más distantes ha sido estirada por la expansión del universo.
El sistema de detección utilizó aprendizaje automático aplicado a las imágenes ópticas e infrarrojas cercanas de Euclid para identificar firmas de “abandonos”, la ruptura espectral reveladora que marca los cuásares de alto corrimiento al rojo. Los datos auxiliares del Hyper Suprime-Cam del telescopio Subaru, el Dark Energy Survey y LOFAR ayudaron a reducir el campo. El seguimiento espectroscópico terrestre utilizando el Observatorio Keck, los telescopios Magallanes y el Gran Telescopio Binocular confirmó 31 cuásares con una tasa de éxito de aproximadamente el 30%, unas 10 veces mejor que los esfuerzos de búsqueda anteriores.
“Euclid es un verdadero cambio de juego”, dijo Daming Yang de la Universidad de Leiden, autor principal del estudio. “Nos permite buscar mucho más eficientemente para capturar luz mucho más débil. Es una herramienta única para la caza de cuásares.”
Por qué es importante
Los cuásares son agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias, que consumen activamente el gas circundante y brillan con la luz de billones de estrellas. Encontrarlos con corrimientos al rojo superiores a 7 significa sondear una época en que el universo experimentaba su última gran transición: la época de la reionización, cuando el hidrógeno neutro frío fue descompuesto por las primeras estrellas y galaxias, haciendo el universo transparente por primera vez.
Estos cuásares actúan como faros cósmicos, iluminando las condiciones durante esa era. Pero la cuestión más importante es cómo los agujeros negros supermasivos alcanzaron millones o miles de millones de masas solares en menos de 700 millones de años. Las teorías principales proponen ya sea el colapso directo de nubes de gas masivas o el crecimiento rápido a partir de semillas de masa estelar, y una muestra estadísticamente significativa de cuásares tempranos es la clave para distinguir entre ellas.
“Este es uno de los mayores misterios en astrofísica”, dijo Yang. “Al encontrar y estudiar estos cuásares, podemos entender mejor cómo estos sistemas enormes se formaron y crecieron tan rápidamente.”
Un vistazo al interior de un cuásar temprano
El segundo cuásar más distante del conjunto, con corrimiento al rojo de 7,69, fue estudiado en detalle por un artículo complementario dirigido por Silvia Belladitta del Instituto Max Planck de Astronomía. Las observaciones muestran que está incrustado dentro de una galaxia polvorienta y rica en gas que está formando furiosamente nuevas estrellas, proporcionando la primera vista detallada del entorno anfitrión de un agujero negro supermasivo temprano.
“El descubrimiento es solo el primer paso”, dijo Belladitta. “Observar estos objetos a través de todo el espectro electromagnético nos permite caracterizar los entornos de estos cuásares y sus galaxias anfitrionas.”
Euclid fue lanzado en julio de 2023 a bordo de un SpaceX Falcon 9 y comenzó sus operaciones científicas de rutina en febrero de 2024. Su Publicación de Datos 1, esperada a finales de 2026, será el mapa espacial más grande del universo jamás producido. El estudio completo de seis años se espera que descubra cientos más de cuásares de alto corrimiento al rojo, posiblemente incluyendo los primeros ejemplos por encima del corrimiento al rojo 8.
“Los cuásares antiguos son descubrimientos raros”, dijo Valeria Pettorino, científica del proyecto Euclid de la ESA. “Son interesantes en sí mismos, pero también máquinas del tiempo que nos permiten explorar el universo temprano.”
Traducido por Alessandra
Fuentes: ESA, Astronomy & Astrophysics (D. Yang et al., DOI: 10.1051/0004-6361/202658883), Phys.org, Euclid Consortium