p Astrônomos do Japão, Taiwan e a Universidade de Princeton descobriram 83 quasares alimentados por buracos negros supermassivos no universo distante, de uma época em que o universo tinha menos de 10% de sua idade atual. p "É notável que objetos tão densos e massivos tenham se formado tão logo após o Big Bang, "disse Michael Strauss, um professor de ciências astrofísicas da Universidade de Princeton, um dos co-autores do estudo. "Compreendendo como os buracos negros podem se formar no início do universo, e quão comuns eles são, é um desafio para nossos modelos cosmológicos. "

p Essa descoberta aumenta consideravelmente o número de buracos negros conhecidos naquela época, e revela, pela primeira vez, quão comuns eles são no início da história do universo. Além disso, ele fornece uma nova visão sobre o efeito dos buracos negros no estado físico do gás no início do universo em seu primeiro bilhão de anos. A pesquisa aparece em uma série de cinco artigos publicados em The Astrophysical Journal e a Publicações do Observatório Astronômico do Japão .

p Buracos negros supermassivos, encontrados nos centros das galáxias, pode ser milhões ou até bilhões de vezes mais massivo do que o sol. Embora sejam predominantes hoje, não está claro quando eles se formaram pela primeira vez, e quantos existiam no distante universo primordial. Um buraco negro supermassivo se torna visível quando o gás se acumula nele, fazendo com que brilhe como um "quasar". Estudos anteriores foram sensíveis apenas aos muito raros, mais quasares luminosos, e, portanto, os buracos negros mais massivos. As novas descobertas investigam a população de quasares mais fracos, alimentado por buracos negros com massas comparáveis ​​à maioria dos buracos negros vistos no universo atual.

p A equipe de pesquisa usou dados obtidos com um instrumento de última geração, "Hyper Suprime-Cam" (HSC), montado no telescópio Subaru do Observatório Astronômico Nacional do Japão, que está localizado no cume do Maunakea, no Havaí. HSC tem um gigantesco campo de visão — 1,77 graus de diâmetro, ou sete vezes a área da lua cheia - montada em um dos maiores telescópios do mundo. A equipe do HSC está pesquisando o céu ao longo de 300 noites de tempo de telescópio, distribuídos por cinco anos.

p A equipe selecionou candidatos a quasares distantes a partir dos dados confidenciais da pesquisa do HSC. Em seguida, eles realizaram uma campanha de observação intensiva para obter espectros desses candidatos, usando três telescópios:o telescópio Subaru; o Gran Telescopio Canarias na ilha de La Palma nas Canárias, Espanha; e o Telescópio Gemini Sul no Chile. A pesquisa revelou 83 quasares muito distantes até então desconhecidos. Junto com 17 quasares já conhecidos na região da pesquisa, os pesquisadores descobriram que existe aproximadamente um buraco negro supermassivo por giga-luz-ano cúbico - em outras palavras, se você fragmentou o universo em cubos imaginários que têm um bilhão de anos-luz de lado, cada um conteria um buraco negro supermassivo.

p A amostra de quasares neste estudo está a cerca de 13 bilhões de anos-luz de distância da Terra; em outras palavras, estamos vendo-os como existiam há 13 bilhões de anos. Como o Big Bang ocorreu há 13,8 bilhões de anos, estamos efetivamente olhando para trás no tempo, vendo esses quasares e buracos negros supermassivos como eles apareceram apenas cerca de 800 milhões de anos após a criação do universo (conhecido).

p É amplamente aceito que o hidrogênio no universo já foi neutro, mas foi "reionizada" - dividida em seus prótons e elétrons componentes - na época em que a primeira geração de estrelas, galáxias e buracos negros supermassivos nasceram, nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang. Este é um marco da história cósmica, mas os astrônomos ainda não sabem o que forneceu a incrível quantidade de energia necessária para causar a reionização. Uma hipótese convincente sugere que havia muito mais quasares no universo inicial do que os detectados anteriormente, e é sua radiação integrada que reionizou o universo.

p "Contudo, o número de quasares que observamos mostra que este não é o caso, "explicou Robert Lupton, um Ph.D. em 1985 em Princeton. ex-aluno que é um cientista pesquisador sênior em ciências astrofísicas. "O número de quasares vistos é significativamente menor do que o necessário para explicar a reionização." A reionização foi, portanto, causada por outra fonte de energia, provavelmente inúmeras galáxias que começaram a se formar no jovem universo.

p O presente estudo foi possível graças à capacidade de pesquisa líder mundial da Subaru e HSC. "Os quasares que descobrimos serão um assunto interessante para futuras observações de acompanhamento com as instalações atuais e futuras, "disse Yoshiki Matsuoka, um ex-pesquisador de pós-doutorado em Princeton agora na Ehime University no Japão, quem conduziu o estudo. "Também aprenderemos sobre a formação e evolução inicial de buracos negros supermassivos, comparando a densidade numérica medida e a distribuição de luminosidade com as previsões de modelos teóricos. "

p Com base nos resultados alcançados até agora, a equipe está ansiosa para encontrar buracos negros ainda mais distantes e descobrir quando o primeiro buraco negro supermassivo apareceu no universo.