Cuasar o Quasar

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Breviario para mis nietos
Ibrahim González-Urbaneja
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CUÁSAR O QUASAR
Edición: Norka Salas
CUÁSAR O QUASAR
E
l término cuásar (en inglés, quasar) fue acuñado
por el astrofísico estadounidense de origen chino,
Hong-Yee Chiu, en 1964, en Physics Today, para
describir una fuente astronómica de energía
electromagnética, que incluye radiofrecuencias y luz visible.
En 2007, el consenso científico afirmó que estos objetos
espaciales están extremadamente lejos, lo que explica su
corrimiento al color rojo alto, y son extremadamente
luminosos, lo que explica por qué se pueden ver a pesar de
su enorme distancia, y son muy compactos, lo que explica
por qué pueden cambiar de brillo con rapidez. Se cree que
son núcleos activos de galaxias jóvenes en formación.
Los primeros cuásares fueron descubiertos con
radiotelescopios a finales de los años 1950. Muchos fueron
registrados como fuentes de radio que no tenían un objeto
visible correspondiente. Utilizando telescopios pequeños y
el telescopio Lowell como un interferómetro, los objetos
mostraban tener un tamaño angular muy pequeño. Cientos
de estos objetos fueron registrados hacia 1960 y se publicó
el Tercer Catálogo de Cambridge de Radio-fuentes (3C)
mientras los astrónomos exploraban el cielo con telescopios
ópticos. La fuente de radio 3C 48 fue finalmente vinculada
con un objeto óptico. Los astrónomos detectaron lo que
parecía una estrella azul tenue en la posición de la fuente de
radio y obtuvieron su espectro: conteniendo muchas líneas
de emisión desconocidas, el espectro anómalo resistía una
interpretación.
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En 1962 se consiguió un avance destacado. Otra fuente
de radio, la 3C 273, fue programada para cubrir cinco
ocultaciones por la Luna. La medidas obtenidas por Cyril
Hazard y John Bolton durante una de las ocultaciones
utilizando el Observatorio de Parkes, permitió a Maarten
Schmidt una identificación óptica del objeto y obtener su
espectro visible con el telescopio Hale de Monte Palomar,
en California. Este espectro reveló las mismas líneas de
emisión extrañas. Schmidt se dio cuenta de que se trataba
de las líneas del espectro del hidrógeno con un corrimiento
al rojo del 15,8%. Ese descubrimiento mostraba que la 3C
273 se estaba alejando a una velocidad de 47.000 km/s.
Esto revolucionó la observación de cuásares y permitió a
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otros astrónomos buscar corrimientos al rojo en las líneas
de emisión de otras fuentes de radio. La 3C 48 mostró
tener un corrimiento al rojo del 37% de la velocidad de la
luz.
Corrimiento al rojo. La velocidad de una galaxia se obtiene
a través de su espectro; si el astro se mueve, las líneas de
su espectro se mueven de su posición natural. Si el astro se
aleja, las líneas se desplazan hacia la zona de las longitudes
de onda largas, identificadas con el color rojo; por esa razón,
cuando se habla del corrimiento al rojo de las galaxias, se
está indicando el alejamiento de las mismas.
Imagen tomada por el SDSS del cuásar 3C273 con desplazamiento
hacia el rojo
Pero de forma equivalente, si el astro se acerca, las líneas
se corren hacia la zona de longitudes de onda corta del
espectro, es decir, hacia el azul.
Los cuásares visibles muestran un desplazamiento al rojo
muy alto. El consenso científico es que esto es un efecto
de la expansión métrica del universo entre los cuásares y la
Tierra. Combinando esto con la Ley de Hubble se sabe que
los cuásares están muy distantes. Por ser observables a
esas distancias, la energía de emisión de los cuásares hace
empequeñecer a casi todos los fenómenos astrofísicos
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conocidos en el universo, exceptuando comparativamente
a eventos de duración breve como supernovas y brotes de
rayos gamma. Los cuásares pueden fácilmente liberar
energía a niveles iguales que la combinación de cientos de
galaxias medianas. La luz producida sería equivalente a la
de un billón de soles.
Teoría de la formacion de los chorros relativísticos de un cuásar.
Representación esquemática de un cuásar, mostrando el agujero
En un principio se supuso que los objetos casi estelares
o cuásares eran agujeros blancos aunque el avance del
estudio de su formación y características ha descartado tal
supuesto.
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La mayoría de los cuásares están demasiado lejos para
ser visto por telescopios pequeños, pero el 3C 273, con
una magnitud aparente de 12,9 es una excepción. A una
distancia de 2.440 millones de años luz, es uno de los objetos
más lejanos que se pueden observar directamente con un
equipo amateur. En telescopios ópticos, la mayoría de los
cuásares aparecen como simples puntos de luz, aunque
algunos parecen ser los centros de galaxias activas.
Algunos cuásares muestran cambios rápidos de
luminosidad, lo que implica que son pequeños, ya que un
objeto no puede cambiar más rápido que el tiempo que
tarda la luz en viajar desde uno de sus extremos al otro.
El corrimiento al rojo más alto conocido de un quasar es
de 6,4.
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Se cree que los cuásares están alimentados por la acreción
de materia de agujeros negros supermasivos en el núcleo
de galaxias lejanas, convirtiéndolos en versiones muy
luminosas de una clase general de objetos conocida como
galaxias activas. No se conoce el mecanismo para explicar
la emisión de la gran cantidad de energía y su rápida
variabilidad. Se estima que el conocimiento de los cuásares
ha avanzado muy rápidamente, aunque no hay un consenso
claro sobre sus orígenes.
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Una supernova (del latín nova, «nueva») es una explosión
estelar que puede manifestarse de forma muy notable, incluso
a simple vista, en lugares de la esfera celeste donde antes
no se había detectado nada en particular. Por esta razón, a
eventos de esta naturaleza se los llamó inicialmente stellae
novae («estrellas nuevas») o simplemente novae. Con el
tiempo se hizo la distinción entre fenómenos aparentemente
similares pero de luminosidad intrínseca muy diferente; los
menos luminosos continuaron llamándose novae (novas), en
tanto que a los más luminosos se les agregó el prefijo
«super».
Las supernovas producen destellos de luz intensísimos
que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se
caracterizan por un rápido aumento de la intensidad hasta
alcanzar un máximo (mayor que el resto de la galaxia) para
luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta
desaparecer completamente.
La ley de Hubble es una ley de cosmología física que
establece que el corrimiento al rojo de una galaxia es
proporcional a la distancia a la que ésta se encuentra.
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