Euclid ha trovato nuovi quasar remoti, tra i fari più antichi del cosmo

Euclid ha scoperto 31 quasar antichissimi, due dei quali risalgono a soli 670 milioni di anni dopo il Big Bang. La scoperta aiuta a capire come siano cresciuti così presto i buchi neri supermassicci.

Rappresentazione artistica di un quasar. Il materiale surriscaldandosi spiraleggia verso il centro da cui fuoriesce un sottile getto di materiale simile a un fascio a velocità relativistiche. Credit: ESA

In un solo anno il telescopio spaziale Euclid ha scovato 31 nuovi quasar remoti. Un numero eccezionale se si pensa che, prima del lancio di Euclid, erano serviti quasi 10 anni per scovare una decina di tali quasar così remoti.

Si è così passati da pochi casi eccezionali a un campione più ampio che permette di studiare la popolazione complessiva dei quasar antichi.

Ma cosa sono i quasar e perché quelli antichi sono così importanti.

I quasar, una delle diverse manifestazioni dei buchi neri

I buchi neri stellari si manifestano in una molteplicità di forme. Quelli cosiddetti stellari hanno tutti una comune origine, l’esplosione di supernova di una stella massiccia. Una volta nato il buco nero, la sua massa iniziale, generalmente equivalente a pochissime masse solari, non smette di crescere alimentandosi di tutto ciò che rientra nel suo campo di attrazione gravitazionale.

Da poche masse solari il buco nero cresce fino a diventare supermassiccio, con una massa equivalente a milioni di masse solari.

I buchi neri possono essere “quiescenti”, poiché non emettono luce e li si scopre osservando il movimento delle stelle che gli orbitano attorno. I buchi neri più massicci invece sono "attivi". Questi emettono luce a diverse lunghezze d’onda, luce prodotta non dal buco nero ma dal materiale che cadendogli sopra forma un disco (di accrescimento) caldissimo e luminosissimo.

Un buco nero supermassiccio, se posizionato al centro di una galassia, può manifestarsi come “nucleo galattico attivo” (AGN, Active Galactic Nuclei). E' la regione centrale straordinariamente luminosa di alcune galassie, alimentate da un buco nero supermassiccio che attrae e inghiotte la materia circostante.

Immagine nella banda X del quasar PKS 1127-145 a 10 milioni di anni luce dalla Terra. Credit: NASA/CXC/A.Siemiginowska(CfA)/J.Bechtold(U.Arizona) - CHANDRA X-ray Observatory CXC Operated for NASA by SAO

Ma può manifestarsi anche come quasar (quasi-stellar radio source) cioè un oggetto che sebbene alle osservazioni ottiche appaia simile a una stella, ha una luminosità radio fino a milioni di volte superiore a quella delle stelle più luminose, rivelando la sua natura non stellare.

Perché i quasar remoti sono così importanti

Grazie alla loro elevatissima luminosità, i quasar remoti sono visibili a grandissime distanze, distanze pari alle stesse dimensioni dell’Universo. Sono pertanto fari cosmici che popolavano il giovanissimo Universo quando questo aveva meno di un miliardo di anni (contro gli attuali 13.8 miliardi).

I quasar remoti trasportano preziose informazioni che ci aiutano a capire meglio le proprietà del giovanissimo universo.

Dei 31 scoperti da Euclid, missione dell’Agenzia Spaziale Europea con partecipazione NASA, due sono i quasar più antichi finora osservati: la loro luce proviene da un’epoca in cui il cosmo aveva appena 670 milioni di anni (circa il 5% dell’attuale età dell’Universo).

I dati Euclid sono stati recentemente presentati nella Quick Data Release 1.

La Quick Data Release 1 è una prima pubblicazione di dati e comprende 63,1 gradi quadrati di cielo e circa 26 milioni di rilevazioni, che verranno utilizzati per una vasta gamma di studi astrofisici. Per i risultati cosmologici è necessario accumulare ulteriori anni di dati. Il 30 giugno 2026 la rivista Astronomy & Astrophysics ha pubblicato uno speciale con 41 lavori scientifici basati sui dati Euclid Q1.

Questi quasar remoti si inseriscono in uno dei grandi problemi dell’astrofisica moderna: come hanno fatto alcuni buchi neri supermassicci a diventare enormi così presto?

Si sono formati all’epoca in cui si stavano formando le prime galassie e quindi le prime stelle all’interno di queste. Come hanno fatto le stelle massicce a evolvere così rapidamente e produrre buchi neri che altrettanto rapidamente hanno raggiunto masse da milioni di masse solari, processo lento che richiede tanto tempo.

Rappresentazione artistica del telescopio spaziale Euclid. Credit: NASA/ESA

Una possibile ipotesi è che i primi “semi” di buco nero fossero già relativamente grandi, nati dal collasso diretto di enormi nubi di gas, quindi di origine non stellare. Un’altra ipotesi è che abbiano avuto un’origine stellare ma l’accrescimento sia stato molto più rapido ed efficiente di quanto previsto dai modelli più semplici.

Una terza possibilità è che le prime galassie abbiano offerto condizioni particolarmente favorevoli, fornendo ambienti densi ricchi di grandi quantità di gas freddo in cui i buchi neri potevano alimentarsi rapidamente.

Le osservazioni raccolte negli ultimi anni ci mostrano un Universo primordiale più evoluto di quanto si credesse.

La scoperta di Euclid non ci dà risposte definitive, ma conferma che l’Universo primordiale era già “maturo”. A distanza di poche centinaia di milioni di anni dal Big Bang, era già ricco di strutture complesse, galassie in crescita, buchi neri giganteschi, regioni di formazione stellare ricche di gas.

Il futuro contributo che verrà dal James Webb e dal Roman Telescope nell’osservazione di questi fari cosmici avrà un ruolo chiave nel comprendere come l’Universo primitivo sia rapidamente evoluto.