Euclide non guarda solo il cielo. Sta scavando nel tempo.
Il telescopio dell’Agenzia spaziale europea ha scoperto 31 quasar precedentemente sconosciuti. Queste non sono solo deboli macchie. Sono i nuclei ruggenti dei buchi neri supermassicci che mangiano materia nell’infanzia dell’Universo. Alcuni brillano della luminosità di un trilione di Soli. Risalgono tutti a quando il cosmo aveva meno del 5% della sua età attuale.
Questo cambia il modo in cui vediamo l’Universo primordiale.
Per decenni gli astronomi hanno dato la caccia a questi oggetti. Cercavano risposte. Nello specifico, come hanno fatto i buchi neri a diventare così massicci e così velocemente? La ricerca è stata difficile perché questi oggetti sono rari. Fiacco. Facilmente confondibile con stelle più vicine. Finora.
Alla ricerca dei giganti deboli
Prima di Euclide, le indagini potevano individuare solo i quasar antichi più luminosi. Il più raro dei rari. Ciò ha lasciato agli astronomi un campione di dimensioni ridotte. Un’immagine distorta. Sapevano che i giganti esistevano ma sentivano la mancanza della popolazione dietro di loro.
Euclide ha cambiato il gioco. Lanciato nel 2023, scansiona ampie fasce di cielo nell’infrarosso. Cattura la luce che i telescopi precedenti non avevano notato. Ciò consente un censimento. Uno vero.
“Euclid rappresenta una vera svolta”, afferma Daming Yang dell’Università di Leiden. Ha condotto il documento di scoperta.
Yang sottolinea che Euclid cattura la luce più debole attraverso aree enormi. Ci permette di porre domande migliori. Non solo esistevano? Ma quanto comuni erano?
I nuovi dati includono 31 quasar. Il campione risale a 13,5 miliardi di anni fa. Stiamo vedendo la luce che ha lasciato questi oggetti quando l’Universo era un bambino.
“Trovandoli e studiandoli, comprendiamo meglio come si siano formati così rapidamente sistemi enormi. Uno dei più grandi misteri dell’astrofisica.”
Battere i record di distanza
Tra questi 31 oggetti, 12 hanno uno spostamento verso il rosso pari o superiore a 7.
Il Redshift misura quanto l’espansione dell’Universo ha allungato la luce. Un redshift più elevato significa una luce più vecchia. Uno spostamento verso il rosso di 7 colloca l’oggetto entro i primi 770 milioni di anni del tempo cosmico.
I due più anziani stabiliscono nuovi record.
EUCL J1729002.75+064101.8 e EUCL J125808.55+070543.2.
I loro spostamenti verso il rosso sono 7,79 e 7,69. Distano 13,1 e 13,3 miliardi di anni luce. Brillavano già quando l’Universo aveva appena 670 milioni di anni. Questo è precedente a qualsiasi quasar precedentemente conosciuto.
Antonio La Marca, ricercatore dell’ESA nel team Euclid, lo definisce un salto enorme.
Gli astronomi hanno impiegato più di dieci anni per trovare i primi dieci quasar con un elevato spostamento verso il rosso. Euclide superò quel totale in un solo anno.
“Il team Euclid ha effettuato per la prima volta un vero censimento”, afferma La Marca.
Questo è un passo fondamentale. Stiamo passando dall’individuazione delle eccezioni alla comprensione della regola.
All’interno del motore dell’Universo primordiale
Perché questi quasar sono importanti? Illuminano l’alba cosmica.
Silvia Belladitta e colleghi hanno osservato da vicino il secondo quasar più antico. I dati sono rivelatori. Il buco nero si trova all’interno di una galassia piena di gas e polvere. Le stelle si stanno formando lì a un ritmo furioso.
Questo ambiente suggerisce un collegamento.
Il buco nero supermassiccio aveva bisogno di un’enorme scorta di cibo per alimentare il suo bagliore quasar. La galassia ospite era impegnata a trasformare lo stesso gas in stelle. Sono cresciuti insieme. Co-evoluto.
Questi oggetti apparvero durante l’epoca della reionizzazione.
Prima di questo periodo, l’Universo ha attraversato i “secoli bui”. Il gas idrogeno era freddo e neutro. La luce energetica delle prime stelle, galassie e quasar strappò gli elettroni agli atomi. Il gas si è ionizzato. Il cosmo divenne trasparente. Strutturato.
Questi antichi quasar facevano parte di quella transizione. Hanno aiutato a diradare la nebbia.
“Gli antichi quasar sono macchine del tempo”, afferma Valeria Pettorino, scienziata del progetto ESA.
Ci permettono di esplorare come si sono formate le prime galassie. Sono rari. Ma sono anche fondamentali.
Cosa verrà dopo
Le capacità di Euclide sono distinte. Visione infrarossa spaziale. Immagini nitide. Profondità. Ampia copertura dell’area. Individua gli oggetti distanti in modo efficiente.
Ma il telescopio è solo metà della storia.
L’elaborazione dei dati ha richiesto migliaia di scienziati e ingegneri del Consorzio Euclid. Hanno setacciato enormi set di dati. Hanno trovato questi rari quasar. Ora i telescopi terrestri possono studiarli ulteriormente.
I 31 quasar provengono dall’Euclid Wide Survey. Tale indagine alla fine coprirà più di un terzo del cielo.
Man mano che Euclide mappa miliardi di galassie, il numero degli antichi quasar probabilmente aumenterà. I dati faranno luce anche sulla materia oscura. Sulla storia cosmica. Sulla struttura su larga scala dell’Universo.
Stiamo appena iniziando a vedere i confini di ciò che c’è là fuori. La luce proveniente da questi trilioni di oggetti solari ha viaggiato 13 miliardi di anni per raggiungerci. E ora ci racconta come tutto ha avuto inizio.
