Dupla de quasares prestes a se fundir é encontrada no início do universo

Uma dupla de galáxias com buracos negros supermassivos ativos em seus núcleos estão prestes a se fundir e uma equipe de astrônomos conseguiu observá-las com a ajuda de vários telescópios. As imagens obtidas são de quando o universo tinha apenas três bilhões de anos.

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As galáxias são classificadas como quasares — seus buracos negros estão ejetando um jato de seus polos à medida que se alimentam de matéria. Esse tipo de objeto é um dos mais energéticos e luminosos do universo.

Com apenas 10.000 anos luz de distância entre as duas galáxias (denominadas SDSS J0749+2255), é iminente uma fusão que resultará em uma nova galáxia gigantesca, com uma eventual colisão entre dos dois buracos negros supermassivos centrais.

Embora essa fusão esteja perto de acontecer em escala de tempo cósmica, isso não ocorrerá dentro do período de uma vida humana. De qualquer forma, a descoberta é emocionante por ser a primeira vez que um par de buracos negros supermassivos nessas condições.

Observações anteriores identificaram galáxias semelhantes nos estágios iniciais de fusão, mas não a uma distância tão curta. O sistema SDSS J0749+2255 consiste em um par tão próximo que foi difícil distinguí-los separadamente. A fusão entre os objetos em uma única galáxia elíptica super gigante é inevitável.

A dificuldade de encontrar duplas assim não é por se tratar de um sistema raro no universo, mas pelo desafio de detectar quasares tão próximos e, ainda assim, distinguíveis como dois objetos individuais. Assim, é necessário que os dois buracos negros supermassivos estejam acumulando matéria brilhante e emitindo jatos simultaneamente — essa, sim, é uma condição rara.

A época em que se localizam, cerca de 10 bilhões de anos-luz atrás no tempo e em distância, é conhecida como meio-dia cósmico — um período em que a formação estelar ocorria em taxa acelerada. Conhecer sistemas como o SDSS J0749+2255 nessa época do cosmos é ainda mais importante para descobrir mais sobre o que acontecia naquela fase da evolução do universo.

Não foi fácil identificar e confirmar o que a equipe estava vendo nos dados dos telescópios. Por isso a necessidade de usar os arquivos de observatórios como Gaia da ESA e outros, cobrindo comprimentos de onda de luz dos raios-X ao rádio, para garantir que não se tratava da lente gravitacional de uma galáxia ampliando a imagem da outra.

Os instrumentos Gemini Multi-Object Spectrograph e GNIRS, do observatório Gemini North, também forneceu informações importantes, como medições da distância de cada um dos quasares. Assim, a equipe confirmou que ambas eram, de fato, quasares.

Segundo Yu-Ching Chen, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, autor principal deste estudo, duplas de quasares como esta não são fáceis de encontrar neste período do universo. “Saber sobre a população progenitora de buracos negros acabará por nos dizer sobre o surgimento de buracos negros supermassivos no início do universo e quão frequentes essas fusões podem ser”, disse.

A pesquisa com seus resultados foi publicada na revista Nature.

Fonte: Nature, NOIRlab