p Usando Hyper Suprime-Cam (HSC) montado no telescópio Subaru, astrônomos identificaram quase 200 "protoclusters, "os progenitores de aglomerados de galáxias, no início do universo, cerca de 12 bilhões de anos atrás, cerca de dez vezes mais do que anteriormente conhecido. Eles também descobriram que os quasares não tendem a residir em protoclusters; mas se houver um quasar em um protocluster, provavelmente há um segundo próximo. Este resultado levanta dúvidas sobre a relação entre protoclusters e quasares. p No universo, galáxias não são distribuídas uniformemente. Existem alguns lugares, conhecidos como clusters, onde dezenas ou centenas de galáxias são encontradas próximas umas das outras. Outras galáxias estão isoladas. Para determinar como e por que os clusters se formaram, é fundamental investigar não apenas aglomerados de galáxias maduras como vistos no universo presente, mas também observar protoclusters, aglomerados de galáxias em processo de formação.

p Porque a velocidade da luz é finita, observar objetos distantes nos permite olhar para trás no tempo. Por exemplo, a luz de um objeto a 1 bilhão de anos-luz de distância foi, na verdade, emitida há 1 bilhão de anos e, desde então, passou o tempo viajando pelo espaço para chegar até nós. Ao observar esta luz, os astrônomos podem ver uma imagem de como o universo parecia quando a luz foi emitida.

p Mesmo ao observar o universo distante (primitivo), protoclusters são raros e difíceis de descobrir. Apenas cerca de 20 eram conhecidos anteriormente. Como os protoclusters distantes são difíceis de observar diretamente, quasares às vezes são usados ​​como um proxy. Quando um grande volume de gás cai em direção ao buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia, ele colide com outro gás e é aquecido a temperaturas extremas. Esse gás quente brilha intensamente e é conhecido como quasar. O pensamento era que quando muitas galáxias estão próximas, uma fusão, duas galáxias colidindo e se fundindo, criaria instabilidades e faria com que o gás caísse no buraco negro supermassivo em uma das galáxias, criando um quasar. Contudo, esta relação não foi confirmada observacionalmente devido à raridade de quasares e protoclusters.

p Para entender os protoclusters no universo distante, uma amostra observacional maior foi necessária. Uma equipe incluindo astrônomos do Observatório Astronômico Nacional do Japão, a Universidade de Tóquio, a Universidade de Pós-Graduação para Estudos Avançados, e outros institutos estão agora conduzindo uma pesquisa sistemática de campo amplo sem precedentes de protoclusters usando a câmera de campo muito amplo do Telescópio Subaru, Hyper Suprime-Cam (HSC). Ao analisar os dados desta pesquisa, a equipe já identificou quase 200 regiões onde as galáxias estão se reunindo para formar protoclusters no início do universo, 12 bilhões de anos atrás.

p A equipe também abordou a relação entre protoclusters e quasares. A equipe amostrou 151 quasares luminosos na mesma época que os protoclusters HSC e, para sua surpresa, descobriu que a maioria desses quasares não está perto das regiões superdensas das galáxias. Na verdade, seus quasares mais luminosos evitam até as regiões mais densas das galáxias. Esses resultados sugerem que os quasares não são um bom proxy para protoclusters e, mais importante, outros mecanismos além das fusões galácticas podem ser necessários para explicar a atividade do quasar. Além disso, uma vez que eles não encontraram muitas galáxias perto dos quasares mais brilhantes, isso pode significar que a radiação forte de um quasar suprime a formação de galáxias em sua vizinhança.

p Por outro lado, a equipe encontrou dois "pares" de quasares residindo em protoclusters. Quasares são raros e pares deles são ainda mais raros. O fato de ambos os pares estarem associados a protoclusters sugere que a atividade do quasar talvez seja síncrona em ambientes de protoclusters. "Conseguimos descobrir uma série de protoclusters no universo distante pela primeira vez e testemunhamos a diversidade dos ambientes de quasar graças às nossas observações amplas e profundas com HSC, "diz o líder da equipe Nobunari Kashikawa (NAOJ).

p "As observações do HSC nos permitiram estudar sistematicamente os protoclusters pela primeira vez." disse Jun Toshikawa, autor principal de um artigo relatando a descoberta dos protoclusters HSC, "Os protoclusters HSC aumentarão de forma constante à medida que a pesquisa prossegue. Milhares de protoclusters localizados a 12 bilhões de anos-luz de distância serão encontrados quando as observações terminarem. Com essas novas observações, esclareceremos a história de crescimento dos protoclusters."