Astrônomos descobrem o quasar mais distante já visto

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(A elevada massa do quasar não pode ser explicada pelas teorias atuais de formação do Universo.[Imagem: ESO/M. Kornmesser])

Sonda primitiva

Uma equipe de astrônomos europeus utilizou o Very Large Telescope, do ESO, juntamente com outros telescópios, para descobrir e estudar o quasar mais distante encontrado até hoje.

Este farol brilhante, cujo motor é um buraco negro com uma massa dois bilhões de vezes maior que a do Sol, é sem dúvida o objeto mais brilhante descoberto no Universo primitivo. Os resultados deste estudo sairão em 30 de Junho na revista Nature.

"Este quasar é uma importante sonda do Universo primitivo. É um objeto muito raro, que nos ajudará a compreender como é que os buracos negros de massa extremamente elevada cresceram algumas centenas de milhões de anos depois do Big Bang," diz Stephen Warren, o líder da equipe.

Farol cósmico

Os quasares são galáxias muito distantes e brilhantes que se acredita serem alimentadas por buracos negros de grande massa situados no seu centro.

O seu brilho os torna poderosos faróis que podem ajudar a investigar a época do Universo em que estavam se formando as primeiras estrelas e galáxias. O quasar recém-descoberto encontra-se tão distante que a radiação agora captada foi emitida na última fase da era da reionização.

O quasar ULAS J1120+0641 agora nos aparece, portanto, tal como ele era apenas 770 milhões de anos depois do Big Bang - um desvio para o vermelho de 7.1. A sua radiação levou 12,9 bilhões de anos para chegar até nós.

Embora objetos mais distantes tenham já sido observados (Hubble encontra a galáxia mais distante já observada), este quasar recém-descoberto é centenas de vezes mais brilhante que estes objetos. Entre os objetos suficientemente brilhantes para poderem ser estudados em detalhe, este é claramente o mais distante.

Desvio para o vermelho

O quasar mais distante depois deste é observado tal como era 870 milhões de anos depois do Big Bang (desvio para o vermelho 6,4). Objetos similares mais longínquos não podem ser observados em rastreios efetuados no visível, uma vez que a sua radiação, esticada devido à expansão do Universo, cai essencialmente na região infravermelha do espectro.

O rastreio europeu profundo no infravermelho, UKIDSS (sigla do inglês European UKIRT Infrared Deep Sky Survey), que utiliza o telescópio infravermelho do Reino Unido, situado no Hawaii, foi concebido para resolver este problema.

Uma equipe de astrônomos procurou, dentro da base de dados de milhões de objetos do UKIDSS, aqueles corpos celestes que poderiam ser quasares distantes há muito procurados. Esta busca finalmente deu resultados.

"Demoramos cinco anos para encontrar este objeto," explica Bram Venemans, um dos autores deste trabalho. "Estávamos à procura de um quasar com um desvio para o vermelho maior que 6,5. Encontrar um que está tão longe, com um desvio para o vermelho maior que 7, foi uma surpresa fantástica. Este quasar permite um olhar profundo à era da reionização, fornecendo-nos assim uma oportunidade para explorar uma janela de 100 milhões de anos na história do cosmos, janela essa que se encontrava anteriormente fora do nosso alcance."

Contra as teorias

A distância do quasar foi determinada a partir de observações obtidas com o instrumento FORS2, montado no Very Large Telescope do ESO (VLT) e instrumentos montados no Telescópio Gemini Norte.

Uma vez que este objeto é relativamente brilhante, é possível obter um espectro da radiação por ele emitida (o que corresponde a separar a radiação nas suas diversas componentes em função da cor). Esta técnica permitiu aos astrônomos obter muita informação sobre o quasar.

Estas observações mostraram que a massa do buraco negro no centro do ULAS J1120+0641 é cerca de dois bilhões de vezes maior que a do Sol. Uma massa tão elevada é difícil de explicar numa época tão primitiva do Universo.

As teorias correntes para o crescimento de buracos negros de massa extremamente elevada predizem um aumento lento da massa à medida que o objeto compacto atrai matéria do seu meio circundante.