El telescopio espacial Euclid descubrió 31 cuásares del universo primitivo, incluidos los dos más antiguos observados hasta ahora. Estos enormes y luminosos núcleos galácticos ya brillaban cuando el cosmos tenía apenas 670 millones de años, aproximadamente el 5 % de su edad actual, planteando nuevas preguntas sobre cómo los primeros agujeros negros supermasivos lograron crecer tan rápidamente.
Los astrónomos acaban de abrir una nueva ventana hacia los primeros momentos del universo. La misión espacial Euclid, dirigida por la Agencia Espacial Europea con contribuciones de la NASA, identificó una población de cuásares tan distante que su luz comenzó a viajar cuando el cosmos todavía se encontraba en su infancia.
El descubrimiento incluye 31 nuevos cuásares situados a corrimientos al rojo de entre 6,6 y 7,8. Doce de ellos corresponden a los primeros 770 millones de años después del Big Bang, mientras que los dos objetos más lejanos surgieron cuando el universo tenía aproximadamente 670 millones de años.
La importancia del hallazgo no se limita a establecer un récord de distancia. Estos cuásares muestran que, en un periodo sorprendentemente corto, ya existían agujeros negros gigantes capaces de consumir enormes cantidades de materia y generar una luminosidad comparable a la de cientos o miles de galaxias.
Descubrimiento
Euclid identificó 31 cuásares del universo primitivo.
Antigüedad
Los dos más lejanos existían 670 millones de años después del Big Bang.
Gran misterio
Cómo crecieron tan rápido sus agujeros negros supermasivos.
¿Qué es un cuásar?
Un cuásar es una fase extremadamente activa en la vida de una galaxia. Se produce cuando grandes cantidades de gas, polvo y otra materia caen hacia el agujero negro supermasivo situado en el centro galáctico.
La materia no entra directamente. Primero forma un disco que gira a enorme velocidad alrededor del agujero negro. La fricción y las fuerzas gravitatorias calientan ese material a temperaturas de millones de grados, liberando cantidades extraordinarias de energía.
El resultado es un núcleo galáctico que puede brillar con una intensidad equivalente a cientos de miles de millones o incluso un billón de soles. En muchos casos, el cuásar supera ampliamente el brillo combinado de todas las estrellas de su propia galaxia.
La clave: los cuásares son faros cósmicos alimentados por agujeros negros supermasivos. Su enorme luminosidad permite observarlos a más de 13.000 millones de años luz.
Los dos cuásares que establecieron el nuevo récord
Los dos objetos más antiguos de la nueva muestra recibieron los nombres de EUCL J172902.75+641018.1 y EUCL J125308.55+705432.3. El primero presenta un corrimiento al rojo de 7,77 y el segundo de 7,69.
El corrimiento al rojo es una medida relacionada con la expansión del universo. A medida que la luz viaja por el espacio en expansión, sus ondas se estiran hacia longitudes más rojas e infrarrojas. Cuanto mayor es el valor, más antiguo y distante suele ser el objeto observado.
El anterior cuásar que ostentaba el récord, descubierto en 2021, tenía un corrimiento al rojo de 7,64. El nuevo resultado empuja el límite observacional unos 20 millones de años más atrás en la historia cósmica.
| Cuásar | Corrimiento al rojo | Época observada | Importancia |
|---|---|---|---|
| EUCL J172902.75+641018.1 | 7,77 | Primeros 670 millones de años. | Cuásar más antiguo observado hasta ahora. |
| EUCL J125308.55+705432.3 | 7,69 | Primeros 670 millones de años. | Segundo cuásar más antiguo identificado. |
| Récord anterior | 7,64 | Aproximadamente 690 millones de años. | Fue anunciado en 2021. |
¿Por qué este descubrimiento desconcierta a los astrónomos?
El universo tiene alrededor de 13.800 millones de años. Encontrar agujeros negros supermasivos cuando apenas habían transcurrido 670 millones plantea un serio desafío para las teorías que intentan explicar su formación.
Los agujeros negros deben comenzar a partir de algún tipo de “semilla”. Una posibilidad es que las primeras estrellas masivas colapsaran y dejaran agujeros negros de decenas o cientos de masas solares. Después tendrían que consumir materia de manera continua y extremadamente rápida para alcanzar millones o miles de millones de masas solares en tan poco tiempo.
Otra hipótesis propone semillas mucho más grandes, originadas por el colapso directo de enormes nubes de gas. Estos objetos podrían comenzar con miles o decenas de miles de masas solares, facilitando su crecimiento temprano.
El problema es que ambas explicaciones requieren condiciones especiales. Los nuevos cuásares permitirán comprobar si el crecimiento acelerado de los agujeros negros era un fenómeno excepcional o más frecuente de lo que se suponía.
Pregunta central: ¿cómo pudo el universo fabricar agujeros negros gigantes cuando todavía no había transcurrido suficiente tiempo para que crecieran mediante los mecanismos tradicionales?
Euclid encontró una población, no solo objetos aislados
Uno de los mayores avances del descubrimiento es el tamaño de la muestra. Antes de Euclid, identificar los primeros cuásares con corrimientos al rojo iguales o superiores a 7 tomó más de una década.
La nueva investigación añadió 12 cuásares en ese rango en un solo año, más del doble de los que se conocían previamente. Esto permite comenzar a estudiar estos objetos como una población y no únicamente como excepciones individuales.
Los primeros cuásares conocidos eran generalmente los más brillantes y fáciles de detectar, una especie de “punta del iceberg”. Euclid puede buscar fuentes más tenues sobre grandes extensiones del cielo, ofreciendo una muestra más representativa de lo que realmente existía en aquella época.
Cifras clave del descubrimiento
31 nuevos cuásares: identificados en el universo primitivo.
12 objetos: presentan corrimientos al rojo iguales o superiores a 7.
Dos récords: corresponden a los cuásares más antiguos observados.
670 millones de años: edad aproximada del universo cuando emitieron la luz detectada.
La época de reionización: cuando el universo salió de la oscuridad
Los cuásares fueron observados en una etapa conocida como la época de reionización. Después del Big Bang, el universo se expandió y enfrió hasta quedar lleno principalmente de hidrógeno neutro.
Durante un periodo denominado “edades oscuras”, todavía no existían suficientes estrellas y galaxias brillantes para iluminar el cosmos. Con la aparición de las primeras generaciones de estrellas, galaxias y agujeros negros activos, la radiación energética comenzó a transformar el gas neutro.
Este proceso ionizó progresivamente el hidrógeno y volvió el universo más transparente a la luz. Los científicos todavía investigan qué objetos aportaron la mayor parte de esa radiación: las primeras galaxias, estrellas masivas, cuásares u otra combinación de fuentes.
Los objetos identificados por Euclid pueden ayudar a determinar cuánto contribuyeron los agujeros negros activos a esa transformación fundamental.
En términos simples: estos cuásares funcionaban como enormes faros durante la etapa en que el universo comenzaba a salir de sus edades oscuras.
Uno de los cuásares vive en una galaxia llena de polvo y nuevas estrellas
El segundo cuásar más antiguo de la muestra fue analizado con mayor detalle por otro equipo de investigadores. Las observaciones mostraron que se encuentra dentro de una galaxia rica en gas y polvo, con una intensa formación de nuevas estrellas.
Esta información es valiosa porque los cuásares son tan luminosos que suelen ocultar las galaxias que los rodean. Estudiar la galaxia anfitriona permite entender cómo crecían simultáneamente las primeras estructuras estelares y sus agujeros negros centrales.
Una de las grandes preguntas de la astronomía es si las galaxias crecieron primero y después alimentaron a sus agujeros negros, o si ambos evolucionaron al mismo tiempo. Los nuevos datos sugieren que la formación estelar y la actividad del agujero negro podían avanzar de manera muy intensa durante la infancia cósmica.
Nueva pista: una galaxia joven podía estar formando estrellas rápidamente mientras su agujero negro central consumía materia y brillaba como un cuásar.
Por qué Euclid pudo encontrarlos
Los cuásares tan distantes son extremadamente difíciles de localizar. Su luz es débil después de viajar durante más de 13.000 millones de años y puede confundirse con estrellas frías situadas mucho más cerca de la Tierra.
Euclid combina cuatro características decisivas: una amplia cobertura del cielo, imágenes nítidas, gran profundidad de observación y capacidad infrarroja desde el espacio. Esta combinación le permite identificar fuentes muy distantes con mayor eficiencia que muchas búsquedas anteriores.
La luz de estos cuásares comenzó en longitudes de onda más cortas, pero la expansión cósmica la estiró hasta el infrarrojo. Por eso, la visión infrarroja de Euclid es esencial para detectarlos.
El trabajo también exige procesar enormes cantidades de información. Miles de científicos e ingenieros del Consorcio Euclid colaboran para analizar los datos y seleccionar candidatos que luego son confirmados mediante observatorios terrestres.
| Capacidad de Euclid | Utilidad científica |
|---|---|
| Amplio campo de visión | Permite rastrear grandes extensiones del cielo y encontrar objetos muy raros. |
| Observación infrarroja | Detecta la luz antigua desplazada por la expansión del universo. |
| Imágenes nítidas | Ayuda a diferenciar cuásares distantes de estrellas cercanas. |
| Estudio profundo | Permite encontrar fuentes más débiles que los cuásares récord conocidos anteriormente. |
¿Cómo saben los científicos que son tan antiguos?
La identificación inicial se realiza comparando el brillo de cada fuente en distintas longitudes de onda. Los objetos muy distantes muestran una firma particular porque parte de su luz es absorbida por el hidrógeno situado entre ellos y la Tierra.
Después, los candidatos deben ser observados mediante espectroscopia. Esta técnica separa la luz en sus diferentes componentes y permite detectar líneas producidas por elementos químicos.
El desplazamiento de esas líneas revela el corrimiento al rojo y, con ello, la etapa de la historia cósmica en la que se encontraba el objeto cuando emitió la luz. No se trata únicamente de calcular una distancia visual, sino de estudiar con precisión cómo la expansión del universo alteró su radiación.
Importante: observar un objeto a más de 13.000 millones de años luz también significa contemplarlo como era hace más de 13.000 millones de años.
Qué puede descubrir Euclid en los próximos años
Los 31 cuásares aparecieron en datos iniciales del estudio amplio de Euclid. Cuando complete su misión, el telescopio habrá observado más de un tercio del cielo y miles de millones de galaxias.
Esto abre la posibilidad de identificar muchos más cuásares primitivos, incluidos objetos más débiles que podrían representar mejor a la población general. Los más brillantes descubiertos anteriormente eran casos extremos y no necesariamente mostraban cómo eran los agujeros negros comunes de aquella época.
Una muestra más grande permitirá calcular cuántos cuásares existían, cómo se distribuían, qué velocidad de crecimiento tenían sus agujeros negros y cuánto participaron en la reionización.
Los candidatos más interesantes podrán analizarse después con el telescopio espacial James Webb, grandes observatorios terrestres y, en el futuro, con el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA.
Preguntas que los nuevos cuásares podrían responder
Semillas iniciales: cómo nacieron los primeros agujeros negros.
Crecimiento acelerado: cómo alcanzaron masas gigantescas en tan poco tiempo.
Galaxias anfitrionas: cómo evolucionaban junto a los agujeros negros.
Reionización: cuánto contribuyeron los cuásares a transformar el universo temprano.
No vemos los cuásares como son actualmente
Cuando los astrónomos dicen que estos objetos están a más de 13.000 millones de años luz, no significa que hoy continúen exactamente en el mismo estado. La luz observada muestra cómo eran durante una etapa muy remota.
Desde entonces, sus galaxias pudieron crecer, fusionarse con otras estructuras o cambiar completamente. El periodo de cuásar también es relativamente breve en comparación con la vida total de una galaxia, porque depende de la disponibilidad de materia alrededor del agujero negro.
Por ello, cada observación funciona como una fotografía histórica. Los telescopios no solo permiten mirar a grandes distancias: también ofrecen una forma de viajar hacia el pasado sin abandonar el presente.
Una máquina del tiempo natural: cuanto más lejos observa un telescopio, más atrás contempla la historia del universo.
Tabla resumen del descubrimiento
| Aspecto | Información | Relevancia |
|---|---|---|
| Misión | Telescopio espacial Euclid de la ESA, con contribuciones de la NASA. | Combina gran cobertura, profundidad e imágenes infrarrojas. |
| Nuevos cuásares | 31 objetos con corrimientos al rojo de 6,6 a 7,8. | Permite estudiar por primera vez una población amplia del universo temprano. |
| Cuásares récord | Dos objetos de los primeros 670 millones de años. | Son los más antiguos observados hasta ahora. |
| Problema científico | Crecimiento extremadamente rápido de agujeros negros supermasivos. | Pone a prueba los modelos de formación y evolución cósmica. |
| Periodo histórico | Época de reionización. | Etapa en la que el universo salió de sus edades oscuras. |
Conclusión: una nueva mirada al nacimiento de los agujeros negros gigantes
El descubrimiento de los cuásares más antiguos observados hasta ahora representa mucho más que un nuevo récord astronómico. Los 31 objetos identificados por Euclid ofrecen la primera oportunidad de estudiar una población significativa de agujeros negros activos durante la infancia del universo.
Los dos cuásares más lejanos ya brillaban cuando el cosmos tenía apenas 670 millones de años. Su existencia demuestra que algunos agujeros negros pudieron crecer a velocidades difíciles de explicar mediante los modelos tradicionales.
La misión Euclid permitirá localizar más objetos de esta clase a medida que amplíe su mapa del cielo. Con cada nuevo cuásar, los científicos podrán acercarse a la respuesta de uno de los grandes misterios de la astrofísica: cómo nacieron las primeras galaxias y cómo sus agujeros negros centrales se convirtieron tan rápidamente en gigantes cósmicos.
Resumen final
Euclid descubrió 31 cuásares pertenecientes al universo primitivo.
Dos establecieron un récord y existían cuando el cosmos tenía 670 millones de años.
Su luz viajó durante más de 13.000 millones de años antes de llegar hasta nuestros telescopios.
Los cuásares son alimentados por agujeros negros supermasivos que consumen gas y polvo.
El gran misterio es cómo esos agujeros negros lograron crecer tanto cuando el universo apenas tenía el 5 % de su edad actual.
