SPHEREx descobre 77 'monstros ocultos': os quasares avermelhados que marcam a fase explosiva no crescimento de buracos negros

O infravermelho, no entanto, consegue penetrar essa poeira. A equipe de cientistas usou a fotometria e a espectrofotometria do SPHEREx para peneirar as emissões, confirmando a assinatura luminosa de discos de acreção obscurecidos e medindo a distância desses objetos . O resultado foi a descoberta de 77 novos HRQs localizados entre redshifts 1,5 e 3,9, uma época em que o Universo tinha entre 1,6 e 4,3 bilhões de anos. Essa amostra mais do que duplica o número de HRQs confirmados em redshifts maiores que 1,5, incluindo os primeiros sete quasares desse tipo já encontrados em z > 3 .

A fase 'blow-out': o acesso de raiva de um buraco negro

Mas o que torna esses quasares tão especiais? A teoria mais aceita sobre a evolução das galáxias propõe que, após uma colisão e fusão entre duas galáxias ricas em gás, uma quantidade enorme de material é canalizada para o centro galáctico . Esse cataclismo alimenta simultaneamente dois fenômenos intensos: a formação de estrelas e o crescimento voraz do buraco negro supermassivo central.

Inicialmente, esse buraco negro cresce em segredo, profundamente enterrado em um casulo de gás e poeira que o faz parecer extremamente avermelhado. É nessa fase que ele é um HRQ . Porém, a intensa radiação e os ventos gerados pelo disco de acreção — o chamado feedback do núcleo ativo — começam a aquecer, perturbar e, por fim, varrer esse material ao redor. Este breve e violento período é conhecido como a fase de 'blow-out' (ou 'explosão'), uma transição em que o quasar 'sopra' seu casulo de poeira para se revelar como um quasar 'clássico' e luminoso .

Esse processo não é apenas um show de luzes cósmico. Acredita-se que ele seja um mecanismo fundamental para regular o crescimento da galáxia hospedeira, podendo interromper a formação de estrelas ao expulsar o gás que serviria de matéria-prima para novos astros .

A peça que faltava no quebra-cabeça da evolução galáctica

Os HRQs são tão raros justamente porque a fase de 'blow-out' é curta demais na escala de tempo cósmica — um piscar de olhos astronômico. É por isso que montar uma amostra grande desses objetos sempre foi um desafio .

Com a descoberta de 77 novos espécimes, o SPHEREx oferece uma base de dados robusta para os cientistas finalmente testarem esse modelo evolutivo. Os astrônomos agora podem estudar em detalhes as propriedades dessa população, como suas luminosidades, o nível de obscurecimento por poeira e a ligação entre quasares obscurecidos e os não obscurecidos .

Ao flagrar esses 'monstros ocultos' bem no meio de sua transformação durante o 'meio-dia cósmico' — o auge da formação estelar no Universo —, o SPHEREx fornece a evidência observacional mais forte até agora de que esses objetos representam o elo perdido, uma fase de transição chave que conecta o crescimento do buraco negro, o feedback galáctico e a própria evolução da galáxia como a conhecemos .