Hubble confirma a descoberta do primeiro quasar duplo no início do universo

As observações do Observatório Espacial Hubble puseram fim à questão da existência de quasares duplos no Universo primordial. O telescópio orbital fez a transição inequívoca do objeto SDSS J0749+2255 de um candidato a um sistema quasar binário confirmado pela primeira vez cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang. A descoberta nos permitirá detectar mais desses objetos, e esse é o caminho para entender a evolução dos buracos negros supermassivos, sobre os quais a ciência pouco sabe.

Duplo quasar na representação do artista. Fonte da imagem: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

O objeto SDSS J0749+2255 foi descoberto pelo Gaia Space Survey Astrometric Observatory. Gaia não parece tão longe. Mais precisamente, sua principal tarefa é a astrometria ou a determinação de coordenadas tridimensionais e velocidades radiais das estrelas mais próximas de nós, principalmente em nossa galáxia. No entanto, os sensores Gaia também captam a luz de objetos distantes e especialmente brilhantes, como quasares (núcleos galácticos ativos e, simultaneamente, buracos negros supermassivos em seus centros).

Nos dados do Gaia, o SDSS J0749+2255 parecia ricochetear no céu como o piscar distante de um sinal de cruzamento ferroviário. Um estudo detalhado do objeto usando outros instrumentos astronômicos e outros observatórios mostrou que é um par de núcleos ativos de duas galáxias ou quasares convergentes. Como os quasares brilhavam mais quando os buracos negros em seus centros capturavam o material mais próximo a eles, e isso acontecia de maneira aleatória e longe de ser síncrona, de fora parecia um objeto brilhante saltando de um lugar no céu para outro ligeiramente um diferente.

Quasar duplo nos sensores do Hubble. Fonte da imagem: NASA, ESA

Lidar com o objeto e determinar a distância a ele ajudou as observações em todo o espectro de intervalos pelos observatórios da Terra com o nome. Keck, Gemini, VLA e os telescópios espaciais Chandra e Hubble. Ele traçou uma linha sob os estudos do Hubble, que mostraram claramente que estamos lidando com um quasar duplo – dois núcleos ativos de galáxias que começaram a se fundir. A distância entre os quasares acabou sendo comparável ao tamanho da galáxia e eles começaram a interação gravitacional. De acordo com os cálculos, 220 milhões de anos depois, os buracos negros em seus centros formam um sistema binário e eventualmente se fundem, formando um buraco negro supermassivo e uma velha galáxia supermassiva.

«Estamos começando a descobrir a ponta do iceberg da população inicial de quasares binários, disse um dos principais autores do artigo, publicado na Nature. Esta é a singularidade deste estudo. Na verdade, diz-nos que esta população existe e agora temos um método para identificar quasares binários que estão separados por menos do que o tamanho de uma galáxia.”