Os primeiros quasares em fusão já vistos

Estudar a história da ciência mostra com que frequência o acaso desempenha um papel em algumas das descobertas mais importantes. Às vezes, as histórias são apócrifas, como Newton sendo atingido na cabeça por uma maçã.

Mas às vezes há um elemento de verdade neles. Esse foi o caso de uma nova descoberta do par mais antigo de quasares em fusão já descoberto – e tudo começou com um par de manchas vermelhas numa imagem. 

Esta ilustração mostra dois quasares em processo de fusão. Usando o telescópio Gemini North, metade do Observatório Internacional Gemini, que é apoiado em parte pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e operado pela NSF NOIRLab, e o Telescópio Subaru, uma equipe de astrônomos descobriu um par de quasares em fusão vistos apenas 900 milhões de anos após o Big Bang. Este não é apenas o par de quasares em fusão mais distante já encontrado, mas também o primeiro par confirmado encontrado no período do Universo conhecido como Aurora Cósmica. 

Essas manchas vermelhas estavam em uma foto muito particular – tirada pela Hyper Subprime-Cam no telescópio Subaru em Manuakea, Havaí. Yoshiki Matsuoka, da Universidade Ehime, no Japão, que estava revisando manualmente a imagem com colegas, notou duas manchas vermelhas fracas. Ao contrário de um algoritmo automatizado, que poderia tê-los ignorado, ele estava interessado no que poderia tê-los causado e decidiu olhar mais de perto.

Para fazer isso, ele recrutou outro instrumento no telescópio Subaru, conhecido como Faint Object Camera and Spectrograph, e o Gemini Near-Infrared Spectrograph no vizinho telescópio Gemini North. Depois de analisar estes dados mais específicos, o Dr. Matsuoka e os seus colegas descobriram algo que ninguém tinha visto antes – um par de quasares em fusão ocorridos há menos de mil milhões de anos após a criação do Universo.

Fraser explica o que é um quasar e por que eles são tão importantes.

Teorizava-se que as fusões de quasares aconteciam o tempo todo durante esse período, mas apesar de terem encontrado 300 quasares separados no mesmo período, os astrônomos ainda não haviam encontrado nenhum par. Isto foi importante porque aquele período, conhecido como Época da Reionização, foi fundamental na criação da estrutura do universo moderno.

Durante a Época da Reionização, a energia, potencialmente proveniente da fusão de quasares, retirou os elétrons do hidrogênio flutuante abundante no universo primitivo em um processo chamado ionização. Cerca de mil milhões de anos após o Big Bang e o fim teórico da Época da Reionização, a estrutura do universo moderno estava em grande parte estabelecida e tinha oficialmente saído do período conhecido como “idade das trevas cósmica”.

Compreender este período é fundamental para teorizar como o universo se formou. Os astrónomos há muito que pensavam que a fusão de quasares teria sido comum naquele período, uma vez que os buracos negros supermassivos estavam relativamente próximos e as estruturas ainda estavam a desenvolver-se. Portanto, a falta deles nos dados experimentais era preocupante.

Os quasares não são apenas história antiga – será que o nosso próprio buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea poderia tornar-se um?

Digite o par encontrado pelo Dr. Matsuoka e seus colegas. Eles aparecem cerca de 900 milhões de anos após o Big Bang, ainda dentro da Época da Reionização. No entanto, coletar dados sobre eles não foi fácil, pois objetos antigos sofrem contaminação em seus sinais, como lentes gravitacionais e estrelas em primeiro plano. Os pesquisadores finalmente descobriram que parte da luz óptica não vinha diretamente dos quasares, mas sim da formação de estrelas ao seu redor.

No entanto, os quasares eram gigantes enormes, pesando mais de 100 milhões de vezes mais que o nosso Sol. Eles também tinham uma ponte de gás conectando-os, o que implica que as duas galáxias das quais formavam o núcleo estavam passando por uma fusão massiva, que agora observaremos à medida que acontece.

Essa fusão levará milhões, senão milhares de milhões de anos, por isso poderá demorar algum tempo até vermos o efeito total. Mas entretanto, os cosmólogos podem começar a estudar seriamente este par de quasares para ver que outros detalhes podem ser obtidos sobre a Época da Reionização ou a formação do Universo em geral. E tudo isso acontecerá porque alguém notou algumas manchas vermelhas em uma foto e decidiu investigar mais a fundo.

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