Quásar

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Nota de desambiguación.svg Desambiguación : si está buscando otros significados, consulte Quasar (desambiguación) .
Imagen infrarroja en color mejorada de una asociación quasar- starburst

Un quasar (contracción de fuente de radio cuasi-estelar, a saber, " radiosource casi estelar") es un núcleo galáctico activo extremadamente brillante . El nombre deriva del hecho de que estos objetos, cuya naturaleza fue controvertida hasta principios de la década de 1980 , fueron descubiertos inicialmente como potentes fuentes de radio , cuya contraparte óptica era tan puntiforme como una estrella .

Se cree comúnmente que esta gran luminosidad se origina por la fricción causada por el gas y el polvo que caen en un agujero negro supermasivo ; forman un disco de acreción , que convierte aproximadamente la mitad de la masa de un objeto en energía. El término QUASAR fue acuñado por el astrofísico Hong-Yee Chiu en 1964 .

Propiedad

Se conocen cientos de miles de quásares del catálogo de Milliquas [1] . El corrimiento al rojo está entre z = 0.056 yz = 7.085, lo que implica distancias bastante grandes (del orden de miles de millones de años luz), tanto que el cuásar más brillante visto desde la Tierra, 3C 273 , tiene una magnitud aparente de solo m = 12,8. Esto a pesar de que el brillo típico de estos objetos es del orden de 10 13 L , igual al de cientos de galaxias. Tal brillo es tan alto que los cuásares son probablemente los objetos más brillantes del universo. El cuásar más brillante de todos es APM 08279 + 5255, con magnitud absoluta en el visible -32.2, correspondiente a aproximadamente 6.5 10 14 L , incluso si sufre un efecto de lente gravitacional que probablemente aumenta diez veces su brillo.

A pesar de una luminosidad tan enorme, las dimensiones de los quásares son comparables a las del sistema solar y, en cualquier caso, no superan unos pocos años luz (10 16 m). Estas dimensiones se estiman gracias a que el brillo de los cuásares es muy variable (incluso en un 100%) y con un período bastante corto, de unas horas a unos meses y considerando que, desde un punto de vista relativista, un objeto no puede cambiar el brillo más rápido que el tiempo que tarda la luz en atravesarlo.

El otro aspecto característico, evidente a partir de las primeras observaciones, es que los quásares tienen una notablemente amplio espectro en todas las frecuencias, desde los rayos gamma , a rayos X a lejos de infrarrojos y, por 10% de los quásares conocidos, hasta de radio frecuencias.. Muchos quásares también muestran un exceso de ultravioleta , emitiendo la misma energía en esta banda que en todas las demás.

Además, las líneas espectrales de emisión son muy anchas, lo que indica que la velocidad cuadrática media de la materia en la región de emisión es muy alta, de 3.000 a 10.000 km / s.

Historia de las observaciones de cuásares

Los primeros quásares fueron descubiertos con radiotelescopios a principios de la década de 1960 por Allan Sandage y otros estudiosos. El primer espectro de un cuásar, que reveló numerosas líneas de emisión (como las ya conocidas galaxias Seyfert ), a partir del cual se midió el corrimiento al rojo característico, fue obtenido por Maarten Schmidt en 1963 . Una vez que se identificó la clase de objetos, fue posible rastrearlos en placas fotográficas que datan del siglo XIX .

Un tema de amargo debate durante la década de 1960 fue si los cuásares estaban cerca o lejos, como indicaba su corrimiento al rojo. Un fuerte argumento en contra de los cuásares colocados a distancias cosmológicas era que la gran distancia implicaba luminosidades tan altas que ningún proceso conocido en ese momento, incluida la fusión nuclear , proporcionaría la energía necesaria. Algunos sugirieron que los quásares estaban compuestos de antimateria , otros que eran agujeros blancos . Esta objeción fue eliminada con la propuesta del mecanismo de disco de acreción , y hoy la distancia cosmológica de los quásares es generalmente aceptada.

Las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de varios cuásares [2] hicieron posible, en la década de 1990 , descubrir las galaxias anfitrionas de estos objetos, proporcionando así una evidencia decisiva para el encuadre de estos objetos en los modelos unificados de galaxias activas .

Modelo actual de cuásares

En la década de 1980, se desarrollaron modelos unificados en los que los cuásares eran una clase de galaxias activas , y el consenso general es que solo el ángulo de visión las distingue de otras clases, como las galaxias Seyfert , que, como ya se mencionó, tienen un aspecto similar. espectro, blazares o radiogalaxias (Barthel, 1989). [3] El enorme brillo de los cuásares se explica por la fricción causada por el gas y el polvo que caen en un agujero negro supermasivo que forma un disco de acreción , un mecanismo que puede convertir aproximadamente la mitad de la masa de un objeto en energía , frente a unos pocos puntos porcentuales de energía nuclear. procesos de fusión , aunque se desconocen los mecanismos exactos de esta enorme producción de energía. [4]

El mecanismo también se utiliza para explicar por qué los cuásares eran más comunes en el Universo temprano, por qué la producción de energía cesa cuando el agujero negro supermasivo ha consumido todo, gas, polvo y estrellas, a su alrededor. Esto significa que es posible que la mayoría de las galaxias, incluida nuestra propia Vía Láctea , hayan pasado por una fase de galaxias activa y ahora estén inactivas debido a la falta de suministro de materia de los agujeros negros. También implica que un cuásar puede volver a encenderse si se empuja nueva materia hacia el centro de la galaxia, como en muchas galaxias que interactúan , y de hecho la proporción de cuásares entre estos es más alta que entre las galaxias normales.

Representación de la NASA de un quásar.

Implicaciones cosmológicas de los cuásares

El corrimiento al rojo más intenso conocido para un quásar, perteneciente al cuásar descubierto en 2011, ULAS J1120 + 0641 , es 7.085 ± 0.003, equivalente a una distancia de comovalación de 28.850 millones de años luz [5] ; el cuásar más distante conocido. Esta considerable distancia implica que este cuásar ya se había formado solo 770 millones de años después del Big Bang . Por lo tanto, los cuásares observables más antiguos se encuentran al comienzo de la formación y evolución de las galaxias .

El hecho de que los cuásares fueran más frecuentes en las primeras etapas del universo fue utilizado por Maarten Schmidt en 1967 como un argumento para la teoría del Big Bang contra la teoría antagónica del estado estacionario de Fred Hoyle . De hecho, los quásares mostraron grandes cambios hacia el rojo cosmológico ( desplazamiento al rojo ), una indicación de su distanciamiento. Recientemente se han descubierto cuásares con corrimiento al rojo no cosmológico, pero debido a la presencia de agujeros negros. [6] [7] [8]

Los cuásares también sugieren algunas pistas sobre el fin de la reionización del universo. Los cuásares más antiguos exhiben claras regiones de absorción, lo que indica que el medio intergaláctico de la época era gas neutro. Los cuásares más nuevos no muestran regiones de absorción, sino un área confusa conocida como bosque Lyman-alfa . Esto indica que el medio intergaláctico ha sufrido una reionización para volverse plasma nuevamente, y que el gas neutro existe solo en pequeñas nubes.

Otra característica de los cuásares es que muestran evidencia de elementos más pesados ​​que el helio , una indicación de que las galaxias, al comienzo de su vida, pasaron por una fase de formación estelar masiva creando estrellas de población III entre la época del Big Bang y los primeros quásares. observado. Pero, hasta 2004, no se encontró ninguna evidencia a favor de estas estrellas, y si no se encuentran en los próximos años y no se encuentra una explicación alternativa para la presencia de elementos pesados, habrá que reconsiderar todo el modelo actual. del Universo .

El telescopio espacial Spitzer en 2005 observó luz que podría provenir de tales estrellas, [9] pero no hay una confirmación definitiva.

Cuásares relevantes

3C 273

Imagen de 3C 273 obtenida con coronógrafo
Icono de lupa mgx2.svg Mismo tema en detalle: 3C 273 .

3C 273 es uno de los cuásares más cercanos a nosotros y el más brillante conocido ( magnitud 13); también es uno de los más estudiados, especialmente por la compleja estructura del chorro de gas expulsado a alta velocidad, que se adentra en el espacio a 150.000 años luz , destacado por los satélites Chandra y Hubble . Situada a 3 mil millones de años luz, es más brillante que 1000 galaxias con 100 mil millones de estrellas cada una; si estuviera a 32 años luz de la Tierra , iluminaría el cielo tanto como el sol . Al observar este objeto a través del espectro electromagnético , uno comienza a comprender la naturaleza de los procesos físicos subyacentes a estas enormes fuentes de energía.

Ulas J134208.10 + 092838.61

Ulas J134208.10 + 092838.61 es el segundo cuásar más lejano. Impulsado por un agujero negro supermasivo, fue identificado [10] tras una campaña de observación realizada con los telescopios Magellan , el radiotelescopio VLA y la red NOEMA en Francia. El quásar brilla con un brillo equivalente a 40 mil millones de soles y tiene un corrimiento al rojo de 7,54, equivalente a una distancia de unos 13 mil millones de años luz, formado aproximadamente 690 millones de años después del Big Bang. [11]

J0313-1806

J0313-1806 es en enero de 2021, cuando se hizo público el descubrimiento, el cuásar más lejano jamás detectado. Descubierto y caracterizado por los telescopios ALMA , Magellanio I, los gemelos Gemini y Keck , con un corrimiento al rojo de 7,64 supera los 13 mil millones al. . [12]

TON 618

Icono de lupa mgx2.svg Mismo tema en detalle: TON 618 .

TON 618 es un quásar ubicado en la constelación de Perros de caza. Está alimentado por el agujero negro más masivo conocido en diciembre de 2018.

Nota

Artículos relacionados

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enlaces externos

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