Nauka

Światło sprzed ponad 13 miliardów lat. Euclid odkrył rekordowo odległy kwazar

Aktualizacja 28 sierpnia 2026

Astronomowie znaleźli obiekt pochodzący z czasów, gdy Wszechświat dopiero zaczynał przypominać ten, który znamy dzisiaj. Kwazar oznaczony jako EUCL J172902.75+641018.1 obserwujemy takim, jaki był około 670 milionów lat po Wielkim Wybuchu. To sprawia, że jest obecnie najwcześniejszym znanym kwazarem, jaki udało się zaobserwować.

Odkrycia dokonano dzięki danym z europejskiego teleskopu kosmicznego Euclid. Co istotne, rekordowy obiekt nie został znaleziony przypadkiem jako pojedyncza ciekawostka. Jest częścią większej grupy bardzo odległych kwazarów, które mogą pomóc naukowcom odpowiedzieć na jedno z najważniejszych pytań dotyczących młodego Wszechświata: jak supermasywne czarne dziury zdążyły urosnąć tak szybko?

Kwazar z czasów bardzo młodego Wszechświata

Rekordowy obiekt ma przesunięcie ku czerwieni wynoszące około z = 7,77. W astronomii parametr ten pozwala określić, jak bardzo podczas podróży przez rozszerzający się Wszechświat rozciągnęło się światło docierające do Ziemi.

Im większa wartość przesunięcia ku czerwieni, tym z reguły bardziej odległy i wcześniejszy etap historii kosmosu możemy obserwować. W przypadku EUCL J172902.75+641018.1 światło zostało wyemitowane, gdy Wszechświat liczył zaledwie około 662–670 milionów lat.

Dla porównania jego obecny wiek szacuje się na około 13,8 miliarda lat. Oznacza to, że astronomowie obserwują obiekt istniejący w epoce, gdy kosmos miał mniej więcej 5 procent swojego dzisiejszego wieku.

Czym jest kwazar i dlaczego jest tak jasny?

Kwazar nie jest gwiazdą, choć pierwsze odkryte obiekty tego typu wyglądały na zdjęciach właśnie jak bardzo jasne punkty. W rzeczywistości jest to aktywne centrum odległej galaktyki, w którym znajduje się supermasywna czarna dziura pochłaniająca ogromne ilości materii.

Gaz i pył znajdujące się w pobliżu czarnej dziury tworzą wokół niej szybko obracający się dysk. Materia w jego wnętrzu zostaje rozgrzana do ogromnych temperatur i emituje olbrzymie ilości energii.

Dzięki temu niewielki w skali całej galaktyki obszar może świecić jaśniej niż miliardy znajdujących się w niej gwiazd.

To właśnie tak intensywne promieniowanie sprawia, że kwazary można dostrzegać z niewiarygodnie dużych odległości. Dla astronomów są więc czymś w rodzaju kosmicznych latarni pozwalających badać Wszechświat istniejący ponad 13 miliardów lat temu.

Euclid znalazł całą grupę bardzo starych kwazarów

Najbardziej odległy kwazar jest częścią większego odkrycia. Naukowcy zidentyfikowali w danych Euclida 31 nowych kwazarów znajdujących się na bardzo dużych przesunięciach ku czerwieni.

Ich wartości mieszczą się mniej więcej pomiędzy z = 6,6 a z = 7,8. Aż 12 z nowych obiektów ma przesunięcie ku czerwieni wynoszące co najmniej 7.

To znaczące rozszerzenie katalogu obiektów pochodzących z tego okresu historii kosmosu. Jeszcze niedawno kwazary znajdujące się tak daleko były znane jedynie w niewielkiej liczbie.

Teraz astronomowie zaczynają dysponować większą próbką, dzięki której można porównywać ich właściwości zamiast analizować wyłącznie pojedynczych rekordzistów.

Dlaczego to odkrycie jest problemem dla astronomów?

Samo znalezienie niezwykle odległego obiektu jest fascynujące, ale najważniejsze pytanie dotyczy znajdującej się w jego centrum czarnej dziury.

Kwazary są zasilane przez ogromne czarne dziury osiągające masy miliony, a w niektórych przypadkach miliardy razy większe od masy Słońca. Tymczasem rekordowy kwazar istniał, zanim Wszechświat skończył pierwszy miliard lat.

Pojawia się więc problem czasu.

Jeżeli pierwsze czarne dziury powstawały po śmierci bardzo masywnych gwiazd, ich początkowa masa była stosunkowo niewielka. Aby stać się supermasywnymi czarnymi dziurami zasilającymi kwazary, musiały niezwykle szybko pochłaniać materię.

Im wcześniej astronomowie znajdują potężny kwazar, tym trudniej wyjaśnić, w jaki sposób jego centralna czarna dziura zdążyła osiągnąć tak dużą masę.

Skąd wzięły się pierwsze supermasywne czarne dziury?

Jedna z możliwości zakłada, że pierwsze czarne dziury rosły znacznie szybciej, niż dzieje się to zazwyczaj w późniejszym Wszechświecie. Mogły mieć dostęp do ogromnych ilości gazu i przez długi czas intensywnie pochłaniać materię.

Inna hipoteza mówi, że nie wszystkie czarne dziury zaczynały jako pozostałości po gwiazdach. W bardzo młodym Wszechświecie mogły istnieć warunki pozwalające ogromnym obłokom gazu zapadać się bezpośrednio i tworzyć czarne dziury o znacznie większej masie początkowej.

Takie „ciężkie ziarna” nie musiałyby zaczynać wzrostu od kilkudziesięciu mas Słońca, lecz od tysięcy albo nawet dziesiątek tysięcy mas Słońca.

Znacznie łatwiej byłoby im później osiągnąć rozmiary charakterystyczne dla supermasywnych czarnych dziur.

Odkrywanie kolejnych wczesnych kwazarów pozwoli sprawdzić, który scenariusz najlepiej odpowiada rzeczywistym obserwacjom.

Nowy rekord nie jest dużo wcześniejszy od poprzedniego, ale ma ogromne znaczenie

Przed odkryciem przez Euclida najbardziej odległy znany kwazar miał przesunięcie ku czerwieni około z = 7,64.

Nowy rekord wynoszący około z = 7,77 może na pierwszy rzut oka nie wyglądać na ogromną różnicę. W rzeczywistości oznacza jednak, że zaglądamy około kilkunastu milionów lat głębiej w historię młodego Wszechświata.

W czasach współczesnych kilkanaście milionów lat może wydawać się niewielkim fragmentem kosmicznej historii. Jednak w pierwszym miliardzie lat po Wielkim Wybuchu tempo zachodzących zmian było ogromne.

Powstawały pierwsze generacje gwiazd, szybko rosły galaktyki, tworzyły się czarne dziury, a materia międzygalaktyczna przechodziła fundamentalną przemianę.

Kwazar pochodzi z epoki rejonizacji

EUCL J172902.75+641018.1 istniał w okresie określanym jako epoka rejonizacji. Był to jeden z najważniejszych etapów ewolucji Wszechświata.

Po powstaniu pierwszych atomów wodoru większość materii pomiędzy przyszłymi galaktykami miała postać neutralnego gazu. Dopiero promieniowanie emitowane przez pierwsze gwiazdy, galaktyki i aktywne czarne dziury zaczęło stopniowo zmieniać jego właściwości.

Proces ten trwał setki milionów lat i doprowadził do powstania bardziej przejrzystego Wszechświata, który znamy obecnie.

Kwazary są dla naukowców szczególnie wartościowe, ponieważ ich intensywne światło podczas podróży do Ziemi przechodzi przez ogromne obszary przestrzeni.

Analizując jego widmo, można badać nie tylko sam kwazar, ale również gaz znajdujący się pomiędzy nim a obserwatorem.

Euclid może znaleźć znacznie więcej takich obiektów

Kosmiczny Teleskop Euclid został wysłany w przestrzeń w 2023 roku. Jego głównym zadaniem jest badanie struktury Wszechświata oraz zagadnień związanych z ciemną materią i ciemną energią.

Okazuje się jednak, że możliwości teleskopu świetnie nadają się również do poszukiwania bardzo odległych galaktyk oraz kwazarów.

Euclid obserwuje duże fragmenty nieba i prowadzi pomiary także w bliskiej podczerwieni. Jest to niezwykle istotne w przypadku najstarszych obiektów, ponieważ wskutek ekspansji Wszechświata emitowane przez nie światło zostało mocno przesunięte właśnie w stronę podczerwieni.

Obecne odkrycie powstało na podstawie danych obejmujących około 3000 stopni kwadratowych nieba z pierwszych kilkunastu miesięcy obserwacji.

Euclid ma docelowo zbadać znacznie większy obszar. Istnieje więc duża szansa, że w kolejnych latach rekord EUCL J172902.75+641018.1 zostanie ponownie pobity.

Być może znajdziemy kwazary jeszcze starsze

Astronomowie liczą szczególnie na obiekty o przesunięciu ku czerwieni przekraczającym z = 8.

Ich odkrycie oznaczałoby możliwość obserwowania aktywnych supermasywnych czarnych dziur istniejących jeszcze wcześniej niż rekordowy kwazar znaleziony obecnie.

Każdy kolejny taki obiekt zawęża możliwe scenariusze opisujące rozwój pierwszych czarnych dziur. Jeżeli okaże się, że masywne kwazary były stosunkowo powszechne już kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu, obecne modele ich powstawania mogą wymagać istotnych zmian.

Jeżeli natomiast będą niezwykle rzadkie, może to wskazywać, że ich powstanie wymagało wyjątkowego zestawu warunków.

Patrzymy w przestrzeń, ale widzimy przeszłość

Rekordowy kwazar jest również świetnym przykładem tego, dlaczego astronomia pozwala badać historię Wszechświata bezpośrednio.

Światło porusza się z określoną prędkością. Kiedy obserwujemy Słońce, widzimy je takim, jakie było około osiem minut wcześniej. W przypadku odległych galaktyk cofamy się o miliony lub miliardy lat.

Światło EUCL J172902.75+641018.1 rozpoczęło swoją podróż w naszym kierunku ponad 13 miliardów lat temu.

W chwili jego emisji nie istniały jeszcze Słońce ani Ziemia. Nasz Układ Słoneczny miał powstać dopiero wiele miliardów lat później.

Dzisiaj fotony pochodzące z otoczenia jednej z najwcześniejszych znanych supermasywnych czarnych dziur trafiają do instrumentów astronomicznych i pozwalają odtworzyć warunki panujące w niemal zupełnie innym Wszechświecie.

Najważniejsze w odkryciu nie jest pobicie rekordu

Informacja o „najstarszym kwazarze” dobrze oddaje skalę odkrycia, ale sam rekord prawdopodobnie nie przetrwa wiecznie. Kolejne obserwacje Euclida, Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i dużych teleskopów naziemnych mogą ujawnić jeszcze wcześniejsze obiekty.

Znacznie ważniejsze jest to, że zaczynamy odkrywać większą populację aktywnych czarnych dziur pochodzących z pierwszego miliarda lat historii kosmosu.

Dzięki temu astronomowie mogą sprawdzić, jak szybko rosły pierwsze czarne dziury, kiedy zaczęły pojawiać się jasne kwazary i jaki wpływ miały one na otaczającą je materię.

EUCL J172902.75+641018.1 jest więc nie tylko kolejnym rekordzistą. To fragment historii pokazującej, że już niespełna 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu we Wszechświecie istniały potężne galaktyki z niezwykle aktywnymi supermasywnymi czarnymi dziurami.