Astronomia: Yang et al. reporten en un article publicat dilluns a la revista Astronomy & Astrophysics la descoberta de 31 quàsars nous amb valors de desplaçament espectral al vermell z situats entre 6,6 i 7,8. I és que amb objectes llunyans no és tan rellevant dir-ne la distància en milers de milions d’anys-llum o en gigaparsecs, com dir-ho amb aquest valor z, que representa el canvi fraccional de la longitud d’ona. Aquests quàsars foren trobat en la regió de cel (de 3000 graus quadrats) coberta en el primer any i mig de l’Euclid Wide Survey. Són, doncs, els resultats inicials de la cerca de la missió de l’Agència Espacial Europea Euclid sobre quàsars de valor alt de z. Val a dir que en la selecció de candidats, Yang et al. han fet ús de tècniques d’aprenentatge mecànic i probabilístiques sobre imatges d’Euclid. S’hi han fet observacions espectroscòpiques de seguiment amb els telescopis Keck, Magellan i LBT. Dels 31 quàsars, n’hi ha 12 valors de z ≥ 7, cosa que duplica el nombre que coneixíem prèviament. Això ajudarà a cobrir l’extrem feble de la funció de lluminositat QLF. El valor més alt de z correspon a EUCL J172902.75+641018.1 a z ≈ 7.77, que constitueix un rècord absolut. Tot plegat ha d’ajudar en el coneixement de les primeres galàxies amb quàsars, del creixement dels forats negres supermassius i de com era el medi intergalàctic en l’època de la reionització.
Quàsars molt llunyans
Un quàsar amb una z > 5,7, es correspondria segons el model cosmològic estàndard ΛCDM a un temps còsmic de menys de 1000 milions d’anys, que contrasta amb els més de 13.000 milions que duem en la nostra galàxia. Ens podem fer una idea del que significa retrocedir en el temps còsmic l’observació de quàsars amb z ∼ 7,5. El simple fet que hi hagi quàsars amb aquest valor z imposa restriccions als models de formació i creixement de forats negres supermassius: caldria que les llavors d’aquest procés siguin ja prou massives. Les galàxies on es formaren aquests primers quàsars tenien una massa de 10.000 milions masses solars i una taxa astrogènica de 100 masses solars per any. Els forats negres que alimentaren aquests quàsars tenien un creixement enorme.
Els quàsars amb z elevades també poden ajudar-nos a conèixer el medi intergalàctic pel que fa a aspectes com l’estructura a gran escala durant l’època de la reionització.
En el 2011 hom va descobrir el primer quàsar amb z > 7. Des de llavors, amb aquest inclòs, se n’han descrit nou. En el rang 6 < z < 7 se’n coneixen centenars. Aquest rang 6 < z < 7 es correspon a un temps còsmic de 200 milions d’anys, un període suficient perquè un forat negres supermassiu augmenti de massa per un factor de 100. Alhora, en aquest període es produí una reionització de l’hidrogen intergalàctic: l’hidrogen neutre passa d’ésser el 100% a z ≳ 7 a un valor de ≲1% at z ∼ 5,5.
Els quàsars de z ≳ 7 són objectes rars. N’hi hauria 1 per cada 100 graus quadrats. A més, la transició Lyα a z ≳ 7 pateix un desplaçament al vermell de ≳1 μm, cosa que és un repte per als fotosensors, particularment els que treballen en telescopis de la superfície terrestre.
El telescopi espacial Euclid començà el seu treball de sis anys el febrer del 2024. El projecte té la intenció de cartografiar 14000 graus quadrats de cel extragalàctic. Compta amb una càmera visible (VIS) i un espectrofotòmetre d’infraroig (NISP). La intenció és descobrir més de 100 quàsars a 7.0 < z < 7.5, 25 a z ≳ 7.5 i 8 a ≳ 8.0.
Yang et al. ens presenten ara els resultats inicials corresponents al període del 14 de febrer a l’11 d’agost del 2025.
Els catàlegs
Euclid segueix una estratègia de salt i observar, de forma que recull dades d’una posició fixa del cel abans de saltar a la següent. Cada punt cobreix un camp de visió de 0,53 graus quadrats.
En el període del 14 de febrer del 2025 a l’11 d’agost del 2025, Euclid cobrí un àrea de 3000 graus quadrats, 1040 de l’hemisferi nord i 1960 de l’hemisferi sud:
Yang et al. empren també imatges d’HSC, UNIONS, DES o LoTSS.
La selecció de candidats
El primer pas és cercar fonts òpticament febles i puntuals als catàlegs VIS+NIR. Segueix després un procediment per a retirar artefactes i fonts espúries.
Els candidats resultants eren observats posteriorment amb telescopis de gran obertura com Keck o LBT. L’objectiu era identificar en l’espectre dels candidats la ruptura de Lyman per estimar-hi la z.
El camí cap als 31
Yang et al. identificaren 123 candidats a quàsar de z alta. Les observacions espectroscòpiques confirmaren únicament 31 quàsars nous amb 6.6 < z < 7.8:
EUCL J172902.75+641018.1
EUCL J1729 és el quàsar més llunyà conegut, amb z ≈ 7.77. Això es correspondria a un temps còsmic de 662 milions d’anys. Així seria 15 milions d’anys més antic que el quàsar que des del 2021 ostentava aquest honor.
EUCL J1729 seria un quàsar mini-BAL.
Lligams:
- Euclid: Discovery of 31 new quasars at 6.6 < z < 7.8 D. Yang, J. F., Hennawi F., Guarneri J., Wolf S., Belladitta J.-T., Schindler A. C. N., Hughes E., Bañados D. J., Mortlock J., Yang F., Wang X., Fan K., Jahnke D., Stern C. J., Willott A. J., Barth H. J. A., Rottgering R. G., Varadaraj R., Decarli A.-C., Eilers M., Ezziati Y., Fu J., Huang X., Jin Y., Kang L. N., Martinez-Ramirez Y., Matsuoka M., Onoue R., Pello R. P., Remigio W. L., Tee B., Venemans G., Vietri B., Wang L. J., Abbo H., Atek S., Bisogni S. E. I., Bosman R. A. A., Bowler C. J., Conselice F. B., Davies C. M., Gutierrez Y., Harikane K., Rubinur C. C., Lovell M., Magliocchetti J., Matthee F., Ricci M., Scialpi D., Scott L., Spinoglio F., Tarsitano Y., Toba F., Walter J. R., Weaver G., Zamorani B., Altieri A., Amara S., Andreon H., Aussel C., Baccigalupi M., Baldi A., Balestra S., Bardelli P., Battaglia A., Biviano E., Branchini M., Brescia S., Camera G., Cañas-Herrera V., Capobianco C., Carbone J., Carretero M., Castellano G., Castignani S., Cavuoti K. C., Chambers A., Cimatti C., Colodro-Conde G., Congedo L., Conversi Y., Copin F., Courbin H. M., Courtois M., Cropper J.-C., Cuillandre H., Degaudenzi G., De Lucia C., Dolding H., Dole M., Douspis F., Dubath X., Dupac S., Dusini S., Escoffier M., Farina R., Farinelli S., Ferriol F., Finelli N., Fourmanoit M., Frailis E., Franceschi M., Fumana S., Galeotta K., George B., Gillis C., Giocoli P., Gómez-Alvarez J., Gracia-Carpio A., Grazian F., Grupp L., Guzzo S., Gwyn S. V. H., Haugan H., Hoekstra W., Holmes I. M., Hook F., Hormuth A., Hornstrup M., Jhabvala S., Kermiche B., Kubik K., Kuijken M., Kümmel M., Kunz H., Kurki-Suonio A. M. C., Le Brun S., Ligori P. B., Lilje V., Lindholm I., Lloro G., Mainetti D., Maino E., Maiorano O., Mansutti O., Marggraf M., Martinelli N., Martinet F., Marulli R. J., Massey H. J., McCracken E., Medinaceli S., Mei Y., Mellier M., Meneghetti E., Merlin G., Meylan J. J., Mohr A., Mora M., Moresco L., Moscardini E., Munari R., Nakajima C., Neissner R. C., Nichol S.-M., Niemi C., Padilla S., Paltani F., Pasian K., Pedersen W. J., Percival V., Pettorino S., Pires G., Polenta M., Poncet L. A., Popa L., Pozzetti G. D., Racca F., Raison R., Rebolo A., Renzi J., Rhodes G., Riccio H.-W., Rix E., Romelli M., Roncarelli C., Rosset B., Rusholme R., Saglia Z., Sakr D., Sapone M., Sauvage M., Schirmer P., Schneider T., Schrabback A., Secroun G., Seidel S., Serrano E., Sihvola P., Simon C., Sirignano G., Sirri L., Stanco J., Steinwagner P., Tallada-Crespí I., Tereno N., Tessore S., Toft R., Toledo-Moreo F., Torradeflot I., Tutusaus L., Valenziano J., Valiviita T., Vassallo Y., Wang J., Weller F. M., Zerbi E., Zucca G., Fabbian M., Huertas-Company J., Martín-Fleitas P., Monaco V., Scottez and M., Viel. A&A 711 (2026).
