Universo - Quasares
Radiogalaxias
Muchas fuentes emisoras de ondas de radio han sido identificadas ópticamente
como galaxias de aspecto peculiar y también de apariencia normal, sin
embargo, presentando ciertas características que indican algún grado
de actividad, ya sea en su núcleo o en alguna otra región de su estructura.
A todos estos objetos se los conoce genéricamente como radiogalaxias.
Las primeras radiogalaxias fueron detectadas durante el inicio de la
radioastronomía en los años 40. En 1946, un grupo de investigadores,
en Inglaterra, descubrieron una intensa emisión de radio de un punto
ubicado en la constelación de Cygnus, en el hemisferio norte. Posteriormente,
y a través del telescopio, fue ubicado en ese punto un objeto peculiar
de apariencia doble; entonces se especuló que podría tratarse de dos
galaxias en colisión. A este objeto se lo denominó
Cygnus A determinándose que se encuentra a unos 650 millones
de años luz de nosotros, dada su enorme distancia, se concluyó que Cygnus
A debería ser una fuente de extraordinaria potencia. Desde ese momento,
se identificó a Cygnus A como un miembro de una nueva clase de galaxias
llamadas galaxias activas, que emiten una radiación de millones de veces
la de nuestra Vía Láctea.
 En
comparación con la radiogalaxia Cygnus A, Centauro A (ubicada en el
hemisferio sur), es una radiogalaxia intensa que se corresponde con
una galaxia de forma elíptica pero con una notable banda oscura que
la cruza por su centro, convirtiéndola también en un objeto peculiar.
Muchas radiogalaxias han sido descubiertas desde entonces, la mayoría
de las más cercanas tienen el aspecto de galaxias elípticas gigantes,
es decir, similar a las normales pero de tamaño y masa mucho mayores.
Pero, otra clase de galaxias activas son las fuentes cuasi-estelares,
llamadas así por que su aspecto fotográfico recuerda la imagen de una
estrella. Genéricamente se denominan quasares.
Quasares
 Los
quasares son objetos que forman parte del universo de las galaxias,
con dimensiones probablemente no mayores que la del sistema solar en
conjunto, y cuya radiación total excede a la que suministran más de
100.000 millones de estrellas juntas. Los quasares representan un estado
particular en el desarrollo de las galaxias, tal vez producido en las
primeras fases de la existencia como tales. Los quasares presentan una
apariencia estelar cuando son observados ópticamente, sin embargo,
al ser analizados en detalle se distinguen a su alrededor nebulosidades
o agregados, que sugieren una estructura más compleja. Se considera
a los quasares como los objetos más luminosos del Universo. Las intensas
emisiones muy probablemente provienen de la región central, mientras
que la región externa es difícil de detectar por el intenso brillo central.
Se ha determinado también que un porcentaje elevado de los quasares
no son emisores en radio ondas. El primer quasar identificado
corresponde al objeto catalogado como ![[3C273]](02354b.jpg)
3C273 (Objeto Celeste Número 273, del Tercer Catálogo de Cambridge).
El astrónomo estadounidense Maarten Schmidt lo identificó por primera
vez en 1963 como el objeto más alejado entre todas las galaxias conocidas
por entonces. Su distancia es aproximadamente 2.000 millones de años
luz. Lo llamativo de 3C273 es el jet (expulsión de materia) que aparece
en las fotografías y que se extiende desde su núcleo.
Un catálogo de los quasares observados hasta abril de 1993 presenta
un total de 7.300 objetos. Se estima que el número de quasares
debe ser mucho mayor, especialmente los no emisores de radioondas.
Los quasares son astros difíciles de estudiar, ya que se encuentran
muy alejados tanto en el espacio como en el tiempo. Se nos presentan
tal como eran hace miles de millones de años, cuando la luz que nos
llega de ellos inició su largo viaje. Sin embargo muestran bastante
analogía con las galaxias de núcleos activos, especialmente por el tipo
de radiación. Los quasares son fuentes de intensa emisión de energía
en rayos X, el ultravioleta, la región visible, la porción infrarroja
del espectro y en la región de la radio emisión, es decir su emisión
es intensa en todo el espectro electromagnético, de lo que se observa,
se ha llegado a la conclusión de que el origen de esta emisión no es
el resultado de estrellas.
La intensa radiación de energía proviene de procesos no térmicos, es
decir no se corresponde con la emisión de energía de cuerpos celestes
que siguen la ley de Planck, como son las estrellas, sino de otros fenómenos
físicos como la radiación sincrotrón que se trata de emisión de energía
por parte de electrones que se mueven a muy alta velocidad en el seno
de campos magnéticos.
Esos intensos campos magnéticos detectados en algunos quasares parecen
estar relacionados con la existencia de los jets, los cuales se extienden
hasta medio millón de años luz de su fuente. En ciertos casos la extensión
del jet es bastante mayor que la dimensión del quasar mismo. Un hecho
notable es que todos los quasares son variables, tanto en la radioemisión
como en la luz visible; además, presentan un patrón de variación completamente
irregular. Como esas fluctuaciones ocurren (en todos los casos) en intervalos
de semanas, se estima que la parte del quasar responsable de la emisión
debería tener una dimensión menor que la distancia que recorre la luz
en un mes ya que de lo contrario el intervalo de variación sería mayor
que el observado.
También se han detectado fuertes explosiones de rayos X; en noviembre
de 1989, el quasar PKS 0558-504 dobló su radiación de rayos X en sólo
3 minutos. La cantidad total de energía emitida entonces igualó a la
que emite el Sol en un lapso de alrededor de 1 millón de años. Se ha
determinado a través de una nueva técnica conocida como radiointerferometría
que las radiogalaxias y los quasares emisores de radioondas muestran
dos lóbulos simétricos de radioondas a cada lado, con dimensiones más
de 100 veces el diámetro de la Vía Láctea. Se ha sugerido que los núcleos
de las galaxias generan la energía necesaria para la emisión de los
gigantes radiolóbulos.
Objetos BL Laceriae
Un tipo particular de quasar lo constituye el grupo formado por los
objetos conocidos como BL Lacertae Originalmente estos objetos fueron
considerados como estrellas variables (de ahí su particular designación);
posteriormente, se los identificó como quasares, manteniendo su antigua
denominación sólo por simplicidad. En la actualidad se conocen unos
40 de estos objetos. Presentan la curiosa propiedad de no poseer líneas
en sus espectros; esto dificulta enormemente la tarea de determinar
sus distancias, ya que no es posible medir su corrimiento al rojo. Se
los considera quasares relativamente pequeños, ya que la variación de
su luminosidad es rápida; en algunos casos, hasta del orden de días.
Distribución de los Quasares
Cuando se observan quasares, los astrónomos están retrocediendo en
el tiempo hacia una época donde el Universo era sólo un quinto de su
tamaño en el presente. El modelo de Universo aceptado actualmente, sugiere
una edad entre 10.000 y 15.000 millones de años, por lo que aquellos
quasares más distantes son observados brillando hoy tal como eran cuando
todavía el Universo contaba con sólo alrededor de 1.000 millones de
años de edad (el Universo tendría entonces un 10% de su edad actual).
Los estudios referidos a la distribución de los quasares revelan que
su población ha cambiado drásticamente en el transcurso del tiempo.
Cuando el universo tenía 2.000 millones de años los quasares eran mucho
más abundantes que en la actualidad; su densidad era varios cientos
de veces mayor que la actual. Aparentemente el número de quasares alcanzó
su máximo en épocas en que el Universo tenía un tercio de su escala
actual, alrededor de 2.000 a 3.000 millones de años después del Big
Bang; quasares más antiguos no han sido detectados (por muy lejanos
o bien muy débiles). Los quasares que pudieron ser muy activos en el
pasado lejano, evidentemente hoy han desaparecido, ya que no se los
observa en las cercanías de la Vía Láctea. Puede afirmarse que en la
era de los quasares (es decir, hace unos 11.000 millones de años atrás),
el quasar más cercano estuvo a sólo 25 millones de años luz de distancia
y habría brillado como una estrella de 4m y por lo tanto habría sido
visible a simple vista. En aquella época, los quasares debieron haber
sido 1.000 veces más comunes, en relación con las galaxias, que en la
actualidad. Entonces, surge la siguiente pregunta: ¿por que desaparecieron?
Una explicación posible podría relacionarse con una progresiva disminución
de su luminosidad; es decir, los quasares habrían evolucionado con el
transcurso del tiempo. Un estudio minucioso del brillo de los quasares
a diferentes distancias podrían ofrecernos una explicación de lo que
ha sucedido con ellos desde ese punto de vista. Por otro lado, podría
haber sucedido que en la era en que los quasares fueron más comunes,
ello estaría relacionado con la formación de las galaxias; aquí, un
examen de las más distantes radiogalaxias ayudaría a investigar la historia
primitiva del Universo. Unos pocos quasares presentan desplazamientos
del orden de 4 en las longiturdes de onda de la luz, revelando entonces
que ya habían existido cuando e universo contaba con sólo 1.000 millones
de años de existencia. Esta historia sobre el origen de los quasares
y su posterior desaparición es bastante singular; se supone íntimamente
ligada con la evolución de las galaxias.
Lentes gravitatorias
 Hacia
1980 los astrónomos observaron que la enorme masa de una galaxia puede
actuar como una lente gravitatoria, creando múltiples imágenes de un
quasar u otro objeto distante que se encuentre alineado detrás de ella.
Este fenómeno se explica de la siguiente manera. Si dos cuerpos están
perfectamente alineados, digamos una galaxia cercana y en la misma dirección
y más atrás un quasar, el haz de luz que proviene del quasar que es
tangente a la galaxia se desvía, por efecto gravitacional de la masa
de la galaxia, acercándose a la recta que une ambos cuerpos. De tal
modo que si consideramos las dos tangentes a la galaxia tendremos dos
imágenes del quasar. En casos particulares se pueden tener hasta cuatro
imágenes; este efecto ha sido determinado en un cierto número de quásares
donde se observan imágenes muy cercanas, las cuales tienen exactamente
el mismo corrimiento al rojo y la misma variabilidad, lo que indica
que deberían corresponder al mismo objeto celeste. En algunos de esos
casos se ha podido detectar, además, a la galaxia responsable del efecto.
El análisis detallado de este fenómeno permitiría obtener la distancia
del quasar de una manera totalmente independiente de la ley de Hubble.
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