O Universo tinha apenas cerca de 900 milhões de anos quando a luz desse sistema começou sua viagem até nós. Naquela época, galáxias cresciam, estrelas transformavam intensamente o ambiente cósmico e buracos negros já alcançavam massas impressionantes. Agora, observações do telescópio espacial James Webb e do observatório Gemini revelaram um candidato a par de quasares que ajuda a investigar como esses gigantes surgiram tão cedo. São duas fontes extremamente luminosas, muito próximas em escala galáctica, preservadas na luz de um Universo jovem.

O sistema é conhecido como J1602+4228 e recebeu o nome havaiano Nāpōwawā‘enakaulua. No estudo de Silvia Onorato e colaboradores, ele é apresentado como o candidato a par de quasares mais compacto conhecido na Época da Reionização. O resultado não significa que seja o par mais próximo de toda a história cósmica. Seu destaque está na combinação entre uma época tão remota e uma separação tão pequena, oferecendo uma oportunidade rara de estudar a atividade simultânea de dois núcleos galácticos.

Um quasar é o núcleo extremamente luminoso de uma galáxia, alimentado pela queda de matéria em um buraco negro supermassivo. O brilho não sai do interior do buraco negro. Ele é produzido pelo gás que libera energia enquanto se aproxima, formando uma região de acreção quente. Essa emissão pode superar a luz das estrelas da própria galáxia e ser detectada a distâncias enormes. Observar um quasar significa acompanhar uma fase de alimentação intensa de um dos objetos mais extremos do cosmos.

Nesse sistema, as duas fontes estão separadas por aproximadamente 5,56 quiloparsecs, equivalentes a cerca de 18 mil anos-luz em projeção. Parece uma distância gigantesca, mas é pequena quando comparada às dimensões de muitas galáxias. A palavra projeção também importa, porque descreve a separação medida no plano do céu. A distância real pode ser maior. Isso não representa dois buracos negros prestes a colidir. Estamos observando uma configuração em escala galáctica, muito diferente das etapas finais de uma fusão de buracos negros.

As estimativas indicam massas de aproximadamente 1,5 bilhão e 400 milhões de vezes a massa do Sol para os dois buracos negros. Como objetos tão massivos conseguiram crescer em menos de um bilhão de anos? Essa é uma das grandes questões da astronomia. O estudo aponta alimentação intensa em ambos, compatível com um ambiente capaz de fornecer bastante gás. A fonte menos brilhante também aparece mais avermelhada, com sinais de maior influência da poeira sobre a luz que conseguimos observar.

É aí que entram as interações e as fusões de galáxias. Quando duas galáxias se aproximam, a gravidade pode reorganizar seus movimentos e facilitar o transporte de gás para as regiões centrais. Esse combustível pode alimentar os dois buracos negros ao mesmo tempo, tornando os dois núcleos visíveis como quasares. É um cenário que ajuda a interpretar a descoberta, mas ainda não constitui uma demonstração definitiva de que uma fusão esteja causando a atividade desse sistema. Entender o movimento do gás será essencial para avançar.

Existe ainda uma alternativa que os pesquisadores precisam considerar. A gravidade de um objeto em primeiro plano pode desviar a luz de um quasar distante e produzir mais de uma imagem dele. É o fenômeno das lentes gravitacionais. Diferenças observadas nos espectros favorecem a interpretação de duas fontes físicas, mas o artigo ressalta que a hipótese de lente ainda não foi completamente descartada. Por isso, o termo candidato preserva uma incerteza real, que novas observações poderão esclarecer.

Neste vídeo, vamos entender o que o Webb e o Gemini revelaram, como os quasares funcionam e por que encontrar dois tão próximos no Universo jovem importa. Essa dupla pode ajudar a conectar o crescimento das primeiras galáxias à formação de seus buracos negros gigantes. Uma investigação sobre como o cosmos construiu suas primeiras estruturas e acendeu alguns de seus faróis mais poderosos.