Crédito da imagem: SDSS
Os quasares conhecidos mais distantes mostram que alguns buracos negros supermassivos se formaram quando o universo tinha apenas 6% de sua idade atual, ou cerca de 700 milhões de anos após o big bang.
Como os buracos negros de vários bilhões de massas solares se formaram tão rapidamente no universo primitivo é um mistério levantado pelos astrônomos com o Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Eles descobriram 13 dos quasares mais antigos e mais distantes já encontrados.
"Esperamos pelo menos dobrar esse número nos próximos três anos", disse Xiaohui Fan, do Steward Observatory, da Universidade do Arizona, em Tucson.
Fan liderou a equipe do SDSS que descobriu os quasares distantes, que são objetos compactos, mas luminosos, que se acredita serem movidos por buracos negros supermassivos. O quasar mais distante, na constelação da Ursa Maior, fica a aproximadamente 13 bilhões de anos-luz de distância.
Os quasares mais antigos levantam outras questões tentadoras sobre o universo primitivo. Fan falou sobre isso hoje (13 de fevereiro) na reunião anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência em Seattle.
O universo infantil era hidrogênio e hélio.
"Mas vemos muitos outros elementos em torno desses primeiros quasares", disse Fan. “Vemos evidências de carbono, nitrogênio, ferro e outros elementos, e não está claro como esses elementos chegaram lá. Há tanto ferro, proporcional à população desses primeiros sistemas, quanto nas galáxias maduras próximas. ”
Os astrônomos estimam a idade atual do universo em 13,7 bilhões de anos. Os quasares no início do universo pareciam tão maduros quanto as galáxias próximas que, como a Via Láctea, formaram alguns bilhões de anos após o big bang.
Além disso, os radioastrônomos que colaboraram com os pesquisadores do SDSS detectaram monóxido de carbono, um componente essencial das nuvens moleculares, próximo aos quasares antigos.
Toda essa evidência sugere que as primeiras galáxias maduras se formaram junto com os antigos buracos negros supermassivos no universo muito antigo.
Embora os cosmólogos não entrem em pânico, eles precisam refinar a teoria para esclarecer o que está acontecendo.
Fan e seus colegas acreditam que os quasares mais antigos podem ser usados para sondar o fim da Idade das Trevas Cósmica e o início do Renascimento Cósmico.
Na chamada Idade das Trevas Cósmica, o universo era um lugar frio e opaco sem estrelas. Então veio uma fase crítica em que o universo passou por uma transição rápida. As primeiras galáxias e quasares se formaram no Renascimento Cósmico, aquecendo o universo, tornando-se o lugar que vemos hoje.
Fan e seus colegas acreditam que alguns de seus quasares mais antigos conhecidos podem atravessar a transição crítica.
“Nossas observações sugerem que o que podemos ver durante essa transição é o hidrogênio atômico se tornar completamente ionizado. Esse processo de ionização foi um dos processos importantes em andamento nos primeiros um bilhão de anos. ”
As observações atuais começaram a revelar quando e como esse processo de ionização ocorreu. Dados de quasares distantes combinados com outras evidências, como o fundo cósmico de microondas, que é a radiação do Big Bang, começarão a testar a teoria de como as primeiras galáxias apareceram no universo, disse Fan.
Pode ser necessário que o telescópio espacial de grande abertura, o Telescópio Espacial James Webb, de 6,5 metros da NASA, explore realmente o que aconteceu entre a Idade das Trevas Cósmica e o Renascimento Cósmico, disse Fan.
Os telescópios ópticos / infravermelhos terrestres não conseguem detectar objetos com desvio vermelho muito além de 6.5, observou Fan. O vapor de água na atmosfera da Terra absorve comprimentos de onda infravermelhos mais longos, portanto será necessário um telescópio espacial, provavelmente com uma abertura maior que a do Telescópio Spitzer da NASA que orbita a Terra, para estudar objetos no desvio para o vermelho 7, 8 ou 10 detalhe, disse Fan.
(O chamado desvio para o vermelho é um fenômeno proporcional à velocidade de um objeto celeste que se afasta da Terra. As linhas em seu espectro mudam para comprimentos de onda vermelhos mais longos. Os astrônomos agora acreditam que os objetos mais distantes se afastam da Terra nas velocidades mais altas, portanto quanto mais longe um objeto estiver, maior será seu desvio para o vermelho.)
Fonte original: UA News Release
