Astronomowie dokonali przełomowego odkrycia, identyfikując 31 najstarszych znanych kwazarów, w tym dwa obiekty, które są najwcześniejszymi kiedykolwiek zaobserwowanymi. Te niezwykle jasne struktury, zasilane przez supermasywne czarne dziury o masach miliardy razy większych od Słońca, świeciły w kosmosie, gdy ten miał zaledwie 670 milionów lat. Istnienie tak potężnych obiektów na tak wczesnym etapie ewolucji wszechświata stanowi poważne wyzwanie dla współczesnych teorii kosmologicznych, które nie potrafią w pełni wyjaśnić, w jaki sposób czarne dziury mogły osiągnąć tak ogromne rozmiary w tak krótkim czasie po Wielkim Wybuchu.
Kwazary to jedne z najbardziej energetycznych obiektów w kosmosie. Powstają, gdy supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki pochłania otaczającą ją materię, emitując przy tym promieniowanie o jasności bilionów słońc. Ich wykrycie jest jednak niezwykle trudne. Po pierwsze, wczesne kwazary są rzadkością, ponieważ w tamtym okresie niewiele galaktyk było wystarczająco rozwiniętych, by stać się ich gospodarzami. Po drugie, światło z tak odległych źródeł ulega przesunięciu ku czerwieni – w wyniku ekspansji wszechświata dociera do nas jako promieniowanie podczerwone, które jest trudne do odróżnienia od naturalnego promieniowania ziemskiej atmosfery. Ponadto, na każde takie znalezisko przypadają tysiące gwiazd w naszej własnej galaktyce, które na zdjęciach wyglądają niemal identycznie.
Kluczem do sukcesu okazał się teleskop kosmiczny Euclid, wystrzelony przez Europejską Agencję Kosmiczną w 2023 roku. Dzięki pracy poza ziemską atmosferą, Euclid może prowadzić obserwacje w podczerwieni bez zakłóceń, co pozwala na znacznie skuteczniejsze przeszukiwanie ogromnych obszarów nieba. Zidentyfikowane dzięki niemu 31 nowych kwazarów to wynik, który podwaja dotychczasową liczbę znanych obiektów tego typu z tak wczesnego okresu. W badaniach wykorzystano również zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, które pozwoliły odsiać właściwe kwazary od szumu tła, a następnie potwierdzono je za pomocą teleskopów Kecka.
Wśród odkrytych obiektów 14 charakteryzuje się przesunięciem ku czerwieni o wartości 7 lub większej. Dwa najstarsze, z wynikami odpowiednio 7,69 i 7,77, znajdują się w odległości ponad 13 miliardów lat świetlnych. Obserwujemy je w stanie, w jakim znajdowały się zaledwie 670 milionów lat po narodzinach wszechświata. Jeden z nich został już poddany bardziej szczegółowej analizie, która wykazała, że znajduje się wewnątrz zapylonej, bogatej w gaz galaktyki, w której intensywnie powstają nowe gwiazdy. Obiekty te pochodzą z tzw. epoki rejonizacji, kluczowego momentu, w którym pierwsze gwiazdy i galaktyki zaczęły przekształcać neutralny wodór wypełniający przestrzeń kosmiczną.
To odkrycie to dopiero początek badań. Naukowcy zabezpieczyli już czas obserwacyjny na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba, aby szczegółowo zbadać masy tych czarnych dziur oraz skład chemiczny otaczającego je gazu. Równolegle, sieć radioteleskopów ALMA zajmie się analizą procesów gwiazdotwórczych w galaktykach macierzystych. Celem badaczy jest stworzenie spójnej chronologii pierwszego miliarda lat istnienia wszechświata, co pozwoli zrozumieć, jak w tak krótkim czasie mogły uformować się tak gigantyczne struktury. Koszt budowy i operacji takich misji kosmicznych liczony jest w miliardach dolarów (w przeliczeniu na złotówki to kwoty rzędu kilku-kilkunastu miliardów PLN), jednak dane, które dostarczają, są bezcenne dla zrozumienia fundamentów naszej rzeczywistości.
