El telescopio Euclid descubre 31 cuásares antiguos, incluidos dos de los más antiguos jamá

El telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea ha acelerado drásticamente la búsqueda de los primeros faros cósmicos del universo. En solo un año, descubrió 31 nuevos cuásares que datan de cuando el universo tenía aproximadamente 670 millones de años, incluidos dos que establecen récords como los cuásares más distantes jamás observados. Estos hallazgos ofrecen a los astrónomos una rara ventana a la infancia del universo—cuando las primeras galaxias y agujeros negros supermasivos apenas comenzaban a formarse.

Los cuásares están entre los objetos más brillantes del cosmos. Esencialmente son núcleos galácticos activos, donde la materia que gira hacia un agujero negro supermasivo se calienta intensamente, haciendo que el núcleo de la galaxia brille cientos o miles de veces más que todas sus estrellas combinadas. Debido a que su luz viaja a través de miles de millones de años, los cuásares sirven como faros cósmicos que revelan las condiciones de las épocas más tempranas del universo.

El cuásar más distante identificado por Euclid es EUCL J172902.75+641018.1, con un corrimiento al rojo de 7.77. Muy cerca le sigue EUCL J125308.55+705432.3, con un corrimiento al rojo de 7.69. Ambos brillan desde un periodo situado aproximadamente 670 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía solo alrededor del 5% de su edad actual.

Además, Euclid descubrió una docena de cuásares con corrimientos al rojo por encima de 7—un umbral crítico que marca una era de menos de 770 millones de años tras el Big Bang. Esta nueva muestra más que duplica el número de cuásares conocidos de esa ventana temprana. Para dar contexto, a los astrónomos les llevó más de una década encontrar los primeros diez cuásares con corrimiento al rojo superior a 7, sin embargo Euclid logró más que eso en solo un año de observaciones.

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Cómo el telescopio Euclid encuentra cuásares del universo temprano

El éxito de Euclid no es accidental. Lanzado en 2023, la misión principal del telescopio es desentrañar los misterios de la materia oscura, la energía oscura y la estructura cósmica mediante la realización de un enorme sondeo del cielo. Pero su imagen de campo amplio también lo hace especialmente apto para detectar objetos raros y distantes como los cuásares tempranos. La Euclid Wide Survey de Euclid pretende cubrir más de un tercio del cielo cuando termine, una escala enorme sin parangón con la mayoría de los telescopios espaciales.

Mientras que el Telescopio Espacial James Webb puede sondear más profundamente y estudiar rasgos detallados de objetos distantes, su campo de visión es relativamente estrecho. Euclid sacrifica algo de esa profundidad a cambio de una cobertura amplia, lo que le permite escanear miles de grados cuadrados y marcar rápidamente candidatos a cuásares. En la práctica, los astrónomos dependen de este trabajo en equipo: Euclid identifica objetivos a gran escala y luego Webb y otros telescopios realizan seguimientos para analizar los hallazgos más intrigantes.

Los descubrimientos proceden de la era denominada reionización, un capítulo nebuloso en la historia cósmica cuando el universo emergió de sus «edades oscuras». Durante ese periodo, el gas de hidrógeno neutro se fue ionizando gradualmente por la radiación de las primeras estrellas, galaxias y, posiblemente, cuásares. Los científicos aún debaten cuánto contribuyeron los núcleos galácticos activos a este proceso. Con una muestra mayor de cuásares tempranos ahora disponible, el debate puede apoyarse en datos más sólidos.

Uno de los cuásares ya ha sido estudiado en detalle, revelando que reside en una galaxia rica en gas y polvo con formación estelar activa. Esto sugiere que los agujeros negros supermasivos en el universo temprano crecieron dentro de galaxias «vivaces» donde las estrellas y los agujeros negros se desarrollaban simultáneamente. Observaciones previas de ALMA y del James Webb insinuaban este escenario, pero el catálogo en expansión de Euclid hace menos probable que estas conexiones sean mera coincidencia.

La ESA estima que en los próximos años Euclid podría aumentar la población conocida de cuásares tempranos de decenas a miles. Si el sondeo alcanza sus objetivos de cobertura del cielo, los astrónomos pronto dispondrán del mapa más grande jamás hecho de núcleos galácticos activos brillantes que datan del amanecer cósmico. Entonces, la gran pregunta no será si estos gigantes ancestrales existen, sino cómo lograron hacer crecer agujeros negros con masas de millones a miles de millones de masas solares dentro del primer millardo de años del universo.