O Paradoxo dos Quasares Gigantes num Universo Ainda Menino

Crédito: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

A revista Nature publicou ontem um artigo com a descoberta de um quasar com um desvio para o vermelho recorde de z=7.54, correspondendo a uma época em que o Universo tinha apenas 700 milhões de anos — 5% da sua idade actual — e estava ainda mergulhado numa escuridão profunda. Aqui e ali observavam-se os primeiros lampejos devidos à re-ionização de nuvens de hidrogénio e hélio pela primeira geração de estrelas e, possivelmente, por buracos negros. Testemunha desse passado remoto, a luz do quasar ULAS J1342+0928, como foi designado, foi tão atenuada pela expansão do Universo que linhas de emissão normalmente vistas no ultravioleta se situam, no seu espectro, no infravermelho próximo.

O espectro do quasar ULAS J1342+0928, o mais distante conhecido. A linha espectral Lyman Alfa (Ly⍺), correspondente a uma transição electrónica para o estado fundamental do átomo de hidrogénio, foi deslocada pela expansão Universal até ao infravermelho próximo (comprimentos de onda superiores a 1 micrómetro). À esquerda desta linha, a luz ultravioleta do quasar é fortemente absorvida por nuvens de hidrogénio neutro situadas na nossa linha de visão, um efeito previsto em 1965 pelos astrofísicos James Gunn e Bruce Peterson.
Crédito: Bañados et al.

A luminosidade bolométrica (em todos os comprimentos de onda) do quasar é estimada em 40 biliões de sóis (4 seguido de 13 zeros) ao que corresponde uma massa modelada para o buraco negro central de 800 milhões de sóis. Os astrónomos ainda não sabem como foi possível formar buracos negros tão maciços num Universo tão jovem, mas há algumas hipóteses e evidências observacionais. Trata-se de um dos problemas em aberto mais importantes para a compreensão da evolução do Universo e, em particular, das galáxias. Podem ler mais sobre isto neste artigo que escrevi há uns tempos mas que permanece em grande parte actual.

Referência: E. Bañados et al. “An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5”. Nature, December 6th, 2017. Preprint disponível aqui.