El telescopio espacial Euclid descubrió 31 cuásares del universo primitivo, entre ellos los dos más antiguos observados hasta ahora. Estos poderosos núcleos galácticos, alimentados por agujeros negros supermasivos, ya brillaban cuando el cosmos tenía apenas 670 millones de años, aproximadamente el 5 % de su edad actual.
Una nueva ventana se ha abierto hacia los primeros capítulos de la historia cósmica. El telescopio Euclid, misión de la Agencia Espacial Europea con contribuciones de la NASA, identificó una extraordinaria población de cuásares extremadamente lejanos que existieron durante la infancia del universo.
La investigación confirmó 31 objetos que no habían sido catalogados anteriormente. Doce pertenecen a los primeros 770 millones de años posteriores al Big Bang y dos superaron el récord de antigüedad establecido por observaciones previas.
Estos objetos no son agujeros negros visibles de manera directa. Son cuásares: regiones centrales de galaxias donde un agujero negro supermasivo absorbe gas y polvo. El material se calienta a temperaturas extremas antes de caer, generando una luminosidad capaz de superar a todas las estrellas de la galaxia que lo rodea.
Descubrimiento
Euclid identificó 31 nuevos cuásares del universo temprano.
Récord cósmico
Dos brillaban cuando el universo tenía 670 millones de años.
Importancia
Ayudan a explicar cómo crecieron tan rápido los primeros agujeros negros.
¿Qué encontró exactamente el telescopio Euclid?
Euclid localizó 31 cuásares con desplazamientos al rojo situados aproximadamente entre 6,6 y 7,8. El desplazamiento al rojo, conocido como redshift, permite estimar cuánto se ha estirado la luz debido a la expansión del universo y, por lo tanto, cuán lejos y atrás en el tiempo se encuentra un objeto.
El más distante fue denominado EUCL J172902.75+641018.1. Su desplazamiento al rojo alcanza 7,77 y su luz comenzó el viaje hacia la Tierra cuando habían transcurrido apenas unos 670 millones de años desde el Big Bang.
El segundo objeto récord es EUCL J125308.55+705432.3, con un desplazamiento al rojo cercano a 7,69. Ambos superan al cuásar que mantenía el récord anterior y se encuentran a más de 13.000 millones de años luz.
La clave: observar estos cuásares equivale a mirar el universo tal como era durante sus primeros cientos de millones de años.
Qué es un cuásar y por qué puede brillar tanto
Un cuásar es el núcleo extremadamente activo de una galaxia. En su centro existe un agujero negro supermasivo rodeado por un disco de gas, polvo y otros materiales que giran a velocidades enormes.
Mientras esa materia se acerca al agujero negro, las fuerzas gravitacionales y la fricción elevan su temperatura a millones de grados. Como consecuencia, el disco libera una cantidad extraordinaria de energía en distintas longitudes de onda.
El agujero negro permanece oscuro porque de su interior no escapa la luz. Lo que los telescopios detectan es la radiación del material situado alrededor y, en algunos casos, chorros de partículas expulsados a velocidades cercanas a la de la luz.
Cómo funciona un cuásar
Agujero negro: ocupa el centro de la galaxia y concentra una masa enorme.
Disco de acreción: está formado por materia que gira y se calienta antes de caer.
Radiación: el material caliente puede producir más luz que todas las estrellas de la galaxia.
Señal distante: su gran brillo permite detectarlo a miles de millones de años luz.
El gran misterio: cómo crecieron tan rápido
El descubrimiento plantea una de las preguntas más difíciles de la cosmología moderna: ¿cómo pudieron formarse agujeros negros supermasivos tan poco tiempo después del Big Bang?
Los agujeros negros que alimentan los cuásares pueden acumular millones o miles de millones de veces la masa del Sol. Sin embargo, disponer de solo 670 millones de años representa un periodo muy limitado para crecer mediante la absorción gradual de materia.
Una explicación propone que comenzaron como restos de las primeras estrellas y crecieron rápidamente. Otra posibilidad es que enormes nubes de gas colapsaran directamente, formando desde el inicio agujeros negros mucho más pesados que los producidos por una estrella individual.
También se estudian periodos de acreción extraordinariamente intensa, durante los cuales un agujero negro habría absorbido materia más rápido de lo previsto por los modelos convencionales.
Pregunta abierta: la existencia de cuásares tan antiguos obliga a revisar cómo nacieron las primeras “semillas” de agujeros negros y qué condiciones permitieron su rápido crecimiento.
Por qué Euclid pudo encontrarlos
Euclid fue diseñado principalmente para investigar la materia oscura, la energía oscura y la evolución de la estructura del universo. Para cumplir esa misión debe fotografiar una parte enorme del cielo con gran sensibilidad en luz visible e infrarroja.
Esta combinación lo convierte también en una herramienta excepcional para buscar cuásares remotos. Su amplio campo de visión permite inspeccionar regiones mucho mayores que las observadas por telescopios diseñados para estudiar áreas pequeñas con enorme detalle.
La luz de los objetos muy distantes se desplaza hacia longitudes de onda infrarrojas debido a la expansión cósmica. Los instrumentos de Euclid pueden detectar esa señal y separar candidatos a cuásares de estrellas frías cercanas o galaxias menos distantes.
| Capacidad de Euclid | Función | Ventaja científica |
|---|---|---|
| Gran campo de visión | Observa extensas zonas del cielo. | Permite encontrar objetos extremadamente raros. |
| Visión infrarroja | Detecta luz desplazada por la expansión del universo. | Identifica fuentes de los primeros cientos de millones de años. |
| Alta resolución | Distingue fuentes puntuales y galaxias. | Reduce la posibilidad de confundir cuásares con otros objetos. |
Cómo se confirmó el descubrimiento
Las imágenes de Euclid permitieron seleccionar los posibles cuásares mediante técnicas probabilísticas y modelos de aprendizaje automático. Sin embargo, una imagen por sí sola no era suficiente para demostrar su naturaleza ni calcular con precisión su distancia.
Los investigadores realizaron observaciones de seguimiento mediante espectroscopia. Para ello emplearon instrumentos instalados en los telescopios Keck, Magellan y el Gran Telescopio Binocular.
La espectroscopia divide la luz en sus diferentes longitudes de onda. Las líneas y cortes presentes en el espectro permiten identificar el desplazamiento al rojo y confirmar si la fuente corresponde realmente a un cuásar del universo primitivo.
Proceso científico: Euclid encontró los candidatos y los telescopios terrestres analizaron su luz para comprobar su distancia y naturaleza.
La época de la reionización cósmica
Estos cuásares existieron durante la llamada época de la reionización, una fase decisiva de la historia del universo. Después del Big Bang, el cosmos se expandió y enfrió hasta quedar lleno principalmente de hidrógeno neutro.
Cuando nacieron las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros activos, su radiación comenzó a transformar ese gas. Los átomos perdieron electrones y el universo se volvió progresivamente transparente a la luz.
Los cuásares funcionan como faros situados detrás de ese material. Al estudiar cómo su luz fue absorbida durante el viaje, los astrónomos pueden reconstruir el estado del gas intergaláctico y determinar cómo avanzó la reionización.
Qué pueden revelar estos cuásares
Primeras galaxias: cómo se formaron y acumularon estrellas.
Agujeros negros: cómo alcanzaron masas enormes en tan poco tiempo.
Gas intergaláctico: cómo cambió durante la reionización.
Estructura cósmica: cómo se organizaba la materia en el universo joven.
Objetos menos brillantes, pero científicamente muy valiosos
Una característica importante de la nueva muestra es que incluye cuásares menos luminosos que muchos de los detectados anteriormente. Las búsquedas tradicionales encontraban sobre todo los objetos más brillantes, comparables con observar únicamente la punta de un iceberg.
Euclid comienza a revelar una población más representativa. Estudiar objetos de menor luminosidad permitirá determinar si los cuásares extremadamente brillantes eran excepcionales o si reflejaban una etapa común de crecimiento de los agujeros negros.
Esta información ayudará a calcular cuántos agujeros negros activos existían, cómo se distribuían sus masas y qué relación mantenían con las primeras galaxias.
Valor del hallazgo: Euclid no solo rompe un récord de distancia; comienza a mostrar una población de cuásares tempranos que antes permanecía oculta.
Tabla resumen del descubrimiento
| Dato | Información | Importancia |
|---|---|---|
| Cuásares descubiertos | 31 nuevos objetos. | Amplían significativamente la muestra del universo temprano. |
| Cuásares con redshift 7 o superior | 12 objetos. | Más que duplican el número conocido en ese rango. |
| Edad del universo | Aproximadamente 670 millones de años. | Solo alrededor del 5 % de su edad actual. |
| Objeto récord | EUCL J172902.75+641018.1. | Es el cuásar más distante reportado hasta ahora. |
| Fuente energética | Agujeros negros supermasivos en crecimiento. | Desafían los modelos sobre la rapidez de su formación. |
Qué observaciones se realizarán ahora
Los investigadores planean estudiar estos objetos mediante telescopios como James Webb, ALMA y NOEMA. Sus instrumentos permitirán investigar las galaxias anfitrionas, el gas frío, el polvo y la formación de estrellas alrededor de los agujeros negros.
También será necesario calcular con mayor precisión las masas de los agujeros negros y la velocidad con la que estaban absorbiendo materia. Estos datos permitirán distinguir entre diferentes teorías de formación y crecimiento.
La misión Euclid continuará ampliando su mapa hasta 2030. Debido a que los primeros resultados provienen de una fracción del área total planificada, los científicos consideran probable que aparezcan más cuásares, incluidos algunos aún más distantes.
Conclusión: Euclid abre una nueva etapa para estudiar el universo primitivo
El descubrimiento de 31 cuásares antiguos demuestra que Euclid puede convertirse en uno de los instrumentos más importantes para explorar el nacimiento de las primeras estructuras cósmicas.
Los dos objetos récord brillaban cuando el universo tenía apenas 670 millones de años. Su existencia indica que algunos agujeros negros supermasivos comenzaron a crecer extraordinariamente pronto, planteando un desafío para las teorías actuales.
La investigación no significa que los científicos hayan fotografiado directamente los agujeros negros más antiguos. Lo que Euclid detectó fueron los cuásares alimentados por ellos: gigantescos faros cósmicos cuya luz ha viajado durante más de 13.000 millones de años.
Estudiarlos permitirá reconstruir una etapa que hasta hace poco permanecía casi fuera de alcance: el momento en que surgieron las primeras galaxias, crecieron los primeros agujeros negros y el universo comenzó a volverse transparente.
Resumen final
Euclid descubrió 31 cuásares del universo primitivo.
Dos establecieron un récord y brillaban cuando el cosmos tenía 670 millones de años.
Los cuásares son alimentados por agujeros negros supermasivos que absorben materia.
El hallazgo plantea cómo esos agujeros negros pudieron crecer tan rápidamente.
Las futuras observaciones ayudarán a estudiar las primeras galaxias, la reionización y el nacimiento de las estructuras cósmicas.
