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Ciencia

Euclid miró al universo cuando apenas estaba aprendiendo a encender sus primeras galaxias. El telescopio europeo encontró 31 cuásares antiguos y dos rompen todos los récords

El telescopio espacial Euclid, de la Agencia Espacial Europea, detectó 31 cuásares del universo temprano, incluidos dos que existieron cuando el cosmos tenía apenas 670 millones de años. El hallazgo más que duplica la cantidad conocida de estos objetos en esa época y puede ayudar a resolver una de las grandes preguntas de la astronomía: cómo crecieron tan rápido los primeros agujeros negros supermasivos.
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El universo no debería haber tenido tanto tiempo para fabricar monstruos. Cuando apenas habían pasado unos cientos de millones de años desde el Big Bang, las primeras galaxias todavía estaban formándose y el cosmos atravesaba una etapa de cambios profundos. Sin embargo, ahí estaban: agujeros negros supermasivos capaces de alimentar cuásares tan brillantes que podían superar por cientos o miles de veces la luz de la galaxia que los rodeaba.

Ahora, el telescopio espacial Euclid acaba de ampliar de golpe ese mapa del amanecer cósmico. Según informó la Agencia Espacial Europea, ESA, Euclid descubrió 31 nuevos cuásares entre los más antiguos jamás identificados. Dos de ellos son, directamente, los cuásares más antiguos observados hasta ahora: brillaban cuando el universo tenía unos 670 millones de años, apenas el 5% de su edad actual.

El hallazgo fue presentado en un estudio liderado por Daming Yang, de la Universidad de Leiden, y publicado en Astronomy & Astrophysics bajo el título Euclid: Discovery of 31 new quasars at 6.6 < z < 7.8. De acuerdo con la ficha del trabajo disponible en arXiv, el equipo identificó estos objetos en los primeros 1,5 años del Euclid Wide Survey, usando unos 3.000 grados cuadrados de cielo y combinando imágenes de Euclid con técnicas de selección probabilística y aprendizaje automático.

No eran simples puntos brillantes: eran faros del universo recién nacido

Euclid miró al universo cuando apenas estaba aprendiendo a encender sus primeras galaxias. El telescopio europeo encontró 31 cuásares antiguos y dos rompen todos los récords
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by the Euclid Science Ground Segment and Antoine Basset (CNES).

Un cuásar es una fase extrema en la vida de una galaxia. Ocurre cuando enormes cantidades de gas y polvo caen hacia un agujero negro supermasivo central. Antes de desaparecer, ese material se calienta por fuerzas gravitatorias y de fricción hasta liberar cantidades gigantescas de energía. NASA lo resume de forma directa: el resultado es una luminosidad capaz de superar la luz combinada de todas las estrellas de la galaxia anfitriona.

Por eso los cuásares son tan útiles. No son solo objetos espectaculares; son sondas naturales para estudiar una época que, de otro modo, sería casi inaccesible. Según la ESA, los cuásares más antiguos permiten investigar cómo se formaron y crecieron los primeros agujeros negros supermasivos y las primeras galaxias, uno de los misterios más persistentes de la astrofísica moderna.

El problema es que encontrarlos es muy difícil. Son extremadamente raros, su luz llega debilitada tras viajar durante más de 13.000 millones de años y, además, puede confundirse con la de estrellas mucho más cercanas dentro de nuestra propia galaxia. Durante décadas, los astrónomos solo pudieron detectar los ejemplares más brillantes, una especie de punta del iceberg que dejaba fuera a buena parte de la población real.

Euclid no encontró uno: encontró una población entera

La diferencia de Euclid está en la combinación de campo amplio, nitidez e infrarrojo desde el espacio. La misión fue diseñada para mapear la estructura a gran escala del universo, observar miles de millones de galaxias y estudiar la materia oscura y la energía oscura, pero esa misma arquitectura la convierte en una máquina excelente para buscar objetos rarísimos en regiones enormes del cielo. Según la ESA, Euclid observará más de un tercio del cielo y construirá un gran mapa cósmico en 3D a lo largo de miles de millones de años luz.

Eso es justo lo que necesitaban los cuásares primitivos: no solo profundidad, sino superficie. Según el estudio de Yang y sus colegas, Euclid encontró 31 nuevos cuásares en el rango de corrimiento al rojo 6,6 < z < 7,8. De ellos, 12 están en z ≥ 7, lo que corresponde a los primeros 770 millones de años del universo. Ese grupo, por sí solo, más que duplica el número de cuásares conocidos en esa etapa.

El corrimiento al rojo, o redshift, es una medida clave para saber cuánto se ha estirado la luz debido a la expansión del universo. Como explica la ESA, la luz de objetos muy lejanos se desplaza hacia longitudes de onda más largas y rojizas, y ese desplazamiento permite estimar cuán distante y antiguo es el objeto observado.

Dos nombres imposibles para dos récords enormes

Los dos objetos más extremos del lote son EUCL J172902.75+641018.1 y EUCL J125308.55+705432.3. El primero tiene un corrimiento al rojo de 7,77 y el segundo de 7,69. Según la ESA, ambos están a poco más de 13.000 millones de años luz y emitieron su luz cuando el universo tenía alrededor de 670 millones de años. El récord anterior, establecido en 2021, correspondía a un cuásar con redshift 7,64.

La cifra puede sonar abstracta, pero implica algo enorme: esos agujeros negros supermasivos ya existían y estaban alimentándose de forma intensa cuando el cosmos era muy joven. No habían pasado ni siquiera mil millones de años desde el Big Bang, y aun así algunos centros galácticos ya habían crecido hasta convertirse en motores capaces de brillar como un billón de soles.

El propio Yang lo plantea como una de las claves del estudio: estos sistemas ayudan a entender cómo estructuras tan enormes pudieron formarse y crecer tan deprisa. No basta con encontrar el objeto más lejano; hace falta reunir una muestra amplia para estudiar patrones, frecuencias, luminosidades y posibles etapas evolutivas.

Una galaxia antigua llena de polvo, gas y estrellas nuevas

Euclid miró al universo cuando apenas estaba aprendiendo a encender sus primeras galaxias. El telescopio europeo encontró 31 cuásares antiguos y dos rompen todos los récords
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA/Planck Collaboration/A. Mellinger; Acknowledgment: Jean-Charles Cuillandre, João Dinis).

El segundo cuásar más antiguo, EUCL J125308.55+705432.3, ya fue estudiado en detalle por otro equipo liderado por Silvia Belladitta. El trabajo, también publicado en Astronomy & Astrophysics, utilizó observaciones de NOEMA para analizar su galaxia anfitriona y encontró una señal especialmente reveladora: el sistema está rodeado de polvo frío y gas, con una formación estelar muy intensa.

Según el Instituto Max Planck de Astronomía, ese cuásar es tenue en ultravioleta comparado con otros objetos similares, pero su galaxia anfitriona muestra una emisión muy brillante en [CII], una línea clave para estudiar gas frío y formación estelar en galaxias lejanas. El estudio estima una tasa de formación estelar superior a 250 masas solares por año, lo que sugiere una galaxia primitiva muy activa alrededor de uno de los agujeros negros supermasivos más antiguos conocidos.

Ese detalle es importante porque permite mirar no solo al agujero negro, sino a su entorno. La pregunta ya no es únicamente cómo creció el monstruo central, sino cómo evolucionó la galaxia que lo alimentaba. En el universo temprano, agujeros negros y galaxias parecen estar creciendo juntos, pero todavía no está claro quién empujó primero a quién.

El amanecer cósmico empieza a tener más piezas

Estos cuásares pertenecen a la llamada época de la reionización, un periodo decisivo en la historia del universo. La ESA lo describe como la transición entre una etapa fría y oscura y un cosmos caliente e ionizado, cuando la luz de los primeros astros empezó a transformar el gas que llenaba el espacio.

Por eso el descubrimiento no es solo una lista de récords. Es una muestra nueva para estudiar el momento en que el universo pasó de ser casi opaco y oscuro a convertirse en el escenario donde podían formarse galaxias, estrellas y agujeros negros gigantes. Euclid no resolvió todavía el misterio de cómo crecieron tan rápido esos primeros agujeros negros, pero hizo algo igual de valioso: encontró muchos más lugares donde buscar la respuesta.

La misión, además, recién empieza a mostrar su potencial. Euclid fue lanzado en 2023, comenzó sus observaciones científicas rutinarias en febrero de 2024 y su gran relevamiento amplio todavía debe cubrir más de un tercio del cielo. La ESA recuerda que el telescopio seguirá observando miles de millones de galaxias mientras construye su mapa del universo oscuro.

Al final, el hallazgo deja una sensación extraña: cuanto más lejos mira Euclid, menos vacío parece el principio del cosmos. Allí donde esperábamos encontrar un universo todavía inmaduro, aparecen galaxias activas, polvo, gas, estrellas nuevas y agujeros negros supermasivos funcionando a pleno. El telescopio europeo no solo encontró los cuásares más antiguos conocidos. También volvió más urgente una pregunta que incomoda a la cosmología desde hace años: cómo pudo el universo fabricar gigantes tan pronto.

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