Quásar: Conoce qué es, su temperatura y mucho más

Quásar, en Astronomía es el objeto celeste de apariencia estelar, color azulado y luminosidad variable, cuyo espectro está caracterizado por líneas de emisión anchas y muy desplazadas hacia el rojo. Generalmente está asociado a una radiofuente. Pero vamos adentrarnos a este curioso tema del espacio exterior.

Quásar

¿Qué es Quásar?

En la década de los sesenta, los radioastrónomos identificaron unos objetos con apariencia óptica de de una estrella, de dimensiones relativamente escasas con respecto a su gran poder de emisión de radiación. Irradiaban una gamma de longitudes de onda en la que la emisión de luz se concentraba en áreas del espectro hasta entonces no detectadas en ningún cuerpo celeste.

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Estos fueron llamado Quásar (del inglés, Quasi stellar radiosource).

Los quasares se encuentran a distancias tan grandes del Planeta Tierra, que es difícil distinguirlos de otras estrellas. Hasta la fecha no ha sido posible desarrollar un estudio sistemático  que establezca su distribución sobre la bóveda celeste, al menos, según los campos de magnitud estelar en que puedan presentarse.

Aunque algunas fotografías pueden hacernos pensar que un Quásar posee una estructura parecida a la de los núcleos de algunas galaxias compactas, todavía no se ha podio confirmar que realmente lo sean.

Al ser los quasares objetos lejanos cuya luz tarda tiempos astronómicos en llegar a la Tierra, su observación permite contemplar el Universo tal como era hace millones de años, incluso podemos verlos tal como eran antes de la existencia de nuestra galaxia.

Características de un Quásar

Las peculiares características que conforman el espectro de estos astros, se deben a que todas las rayas muestras corrimientos al rojo muy fuertes. Este hecho, si se interpreta como efecto Doppler. Significa que los quasares experimentan movimientos de recesión y tienen que encontrarse en enormes distancias: sus velocidades de alejamiento alcanzarían  los 280.000 km/s. (Ver artículo: Cosmología científica#Efecto Doppler)

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Quásar

De acuerdo con la Ley de Hubble, se puede pensar que los quasares tienen un origen cosmológico basado en la expansión del universo.

Con un diámetro inferior a un año luz, un Quásar posee una luminosidad miles de veces superior  a la de las galaxias gigantes, cuyo diámetro es del orden de cien mil años luz. Esto resulta sorprendente, ya que la luminosidad en cualquier punto de un Quásar es desde 10 hasta 100 veces superior a la de una galaxia normal.

Un Quásar emite gran cantidad de rayos X, radiación ultravioleta  y otras formas de radiación electromagnética. Su color es azul y en lo que respecta a las ondas radioelectricas, sus emisiones son más potentes que las de cualquier radiofuente conocida.

Radioastronomía

Su enorme poder de emisión de radiación permite observarlos a distancias superiores a los diez mil millones de años luz, mediante sistemas de registro guiados, por técnicas propias de la radioastronomía. Un Quásar presenta variaciones irregulares de brillo, generalmente del orden de unas décimas de magnitud, tanto en lo que respecta a radiaciones variables como a las ondas radioeléctricas.

Sin embargo, en ocasiones ha sido posible observar momentos de más de una magnitud que han tenido lugar en un intervalo de tiempo de unas semanas, lo que quiere decir que en este tiempo se ha emitido una energía 100 veces superior a la generada por toda nuestra galaxia en un segundo, en un volumen que es 1017 veces más pequeño.

Todas estas propiedades provienen de la hipótesis de que el corrimiento al rojo tiene un origen cosmológico y por tanto que un Quásar es un astro muy alejado.

Aunque algunos autores han intentado encontrar explicaciones alternativas a este fenómeno que eludan la hipótesis de alejamiento y sus consecuencias, todos los modelos hasta ahora propuestos implican la existencia de unos cuerpos celestes con propiedades todavía más singulares que aquellas que se pretende evitar.

Enorme energía irradiada por un Quásar

Las diversas propuestas que tratan de explicar los mecanismos generadores de las enormes cantidades de energía que irradian los quasares, aceptada la hipótesis de su gran alejamiento, no ofrecen, hoy por hoy, una conclusión completa y satisfactoria que permita comprender el fenómeno.

Uno de los modelos desarrollados propone que los quasares son cuerpos formados por grandes masas de gas, del orden de cientos o incluso de miles de veces la de generar un intenso campo magnético, a través del cual, electrones libres y altamente energéticos describen trayectorias  en espiral, produciendo una enorme cantidad de energía sincrotrónica.

Quásar

Sin embargo, existe una primera objeción a esta hipótesis: una masa tan grande como la que se supone, no podría alcanzar el equilibrio y, a la larga, las potentes fuerzas gravitatorias que ella misma produce originarían un inevitable colapso gravitacional, que la transformarían en un agujero negro. (Ver artículo: Agujero negro.)

El segundo modelo apunta a la existencia de un agujero negro en el centro del Quásar. El gas procedente de estrellas vecinas podría entrar en la zona de influencia gravitatoria del agujero negro y ser atraído, comprimido y calentado, generando así una gran liberación de energía radiante, de potencia semejante a la que emite la Vía Láctea entera.

Ambas explicaciones se basan en la hipótesis de que los quasares se encuentran a una gran distancia de nosotros. Sin embargo, unos pocos astrónomos contemplan la posibilidad de que los quasares estén mucho más cerca de lo que se supone, por lo que su ritmo de producción de energía sería normal y parecido al de otras estrellas y galaxias.

Quásar y estrella

Otra hipótesis afirma que los quasares no son una clase especial de cuerpos celestes, sino los núcleos extremadamente luminosos de algunas galaxias. En 1943, Carl Seyfert identificó un tipo de galaxia de forma espiral, con un núcleo enormemente luminoso y con características espectrales anómalas.

En la actualidad, se piensa que es probable que estas galaxias sean quasares próximos a la Tierra y que los que conocemos sean, tal vez, los núcleos visibles de galaxias Seyfert muy lejanas. En 1981, algunos investigadores probaron que, efectivamente, algunos quasares estaban insertos en el interior de formaciones galácticas y, probablemente, constituían sus núcleos.

Sin embargo, este descubrimiento no es suficiente para poder explicar  los mecanismos que ocurren en el interior de un Quásar y de las galaxias Seyfert, y que son responsables de una producción tan enorme de energía.

Quásar en centro de galaxia

Una última teoría hace referencia a que un Quásar en la primera fase de su desarrollo. Según esta hipótesis, en estos momentos iniciales hay un elevado número de estrellas jóvenes, masivas y muy brillantes,que ocupan un volumen reducido, ya que todavía no se ha alcanzado la configuración de equilibrio en el sistema estelar. (Ver artículo: Sistema estelar).

Por otra parte, estas estrellas masivas evolucionan rápidamente y originan explosiones de supernova en cadena, responsables de las variaciones luminosas observadas.

Maartteen Sgmidt, el primer astrónomo que consiguió descifrar la distribución de energía en los espectros delos quasares. ha descubierto, a partir del corrimiento hacia el rojo de los quasares conocidos, que la gran mayoría de ellos se formó  hace cinco millones de años después del Big Bang.

Estos primeros quasares ya estarían prácticamente extinguidos, aunque todavía hoy recibamos la luz que emitieron hace billones de años. Es muy probable que muchas de las galaxias hoy conocidas representan estados muy avanzados de post quasares.

Big bang

¿Una ilusión óptica?

En los últimos años, una minoría de investigadores ha recuperado una antigua hipótesis  propuesta en 1963 y pronto desechada, que afirma que la gran luminosidad de un Quásar se debe a la amplificación que sufre su imagen como resultado de un fenómeno denominado efecto lente gravitacional.

Este fenómeno explica el comportamiento de las radiaciones que, al igual que la luz y las ondas de radio, al pasar por las proximidades de un objeto de gran masa, experimentan una curvatura de su trayectoria, producida por la intensidad del campo graviacional que dicho objeto genera.

En 1973, el astrónomo suizo Fritz Zwicky planteó la hipótesis de que la fuerza gravitacional de un cuerpo con una masa semejante a la de una galaxia, podía llegar a reducir, agrandar e, incluso desdoblar las imágenes, formadas por ondas luminosas o sonoras, de objetos lejanos. En 1979, un grupo de investigadores confirmó esta suposición.

Fritz Zwicky

Descubrieron un Quásar cuya imagen revelaba, a primera vista, la presencia de dos cuerpos iguales. Sin embargo, un estudio más profundo y detallado de este fenómeno permitió afirmar que se trataba de un único cuerpo, cuya imagen suponía entre éste y la Tierra.

Este caso de desdoblamiento gravitacional y otro, más reciente, con  el que se se ha podido demostrar que un sistema triple de quasares era, en realidad,la imagen distorsionada de un único Quásar, han hecho posible barajar la posibilidad de que la colosal emisión de energía que se atribuye a estos objetos sea, parcialmente y en algunos casos, una ilusión óptica.

Poderoso y violento puede llegar a ser un Quásar

El Quásar es identificado como un fenómeno poderoso y violento núcleo galáctico activo. Al observar estos quasares como objetos casi estelares están muy lejos y muchos son increíblemente brillantes. El que más brilla es un trillón  de veces mas brillante que el mismo sol.

Un Quásar brilla más que el sol

Se trata de espectaculares fluidos de energías, faros brillantes que iluminan el cielo durante billones de km. Estas fuentes de alta energía advierten de manera asombrosa de la energía que tiene el universo para iluminar.

Un Quásar por sí solo puede ser mas brillante que toda una galaxia. Explican algunos astrónomos estudiosos de este tipo de fenómenos en Inglaterra que en un Quásar como el 3C 273 observaron que tenía un gran chorro de materia saliendo con gran fuerza de uno de sus lados, y que ese chorro de materia era casi del mismo tamaño que la misma galaxia.

Quásar 3C273

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Estos galácticos activos son realmente extraños para los científicos. Como se muestran los núcleos galácticos activos, el espacio resulta ser un lugar violento, y les hace deducir que hay una colisión a gran escala en marcha en nuestro mismo patio trasero. Estiman que la culpa la tiene una galaxia enana llamada Canin Mayor, como sugiere el nombre, son pequeñas, lo que las hace más difícil de detectar.

Ahora, la galaxia enana Canis Mayor está apuntando a la Vía Láctea, dos galaxias en un curso de colisión del cual debido a la gravedad no hay escapatoria, según las observaciones hechas al respecto. Cuando una galaxia pequeña se acerca demasiado a una grande, los afectos de esa marea provoca que se alargue y se deforme.

La atracción gravitacional de la galaxia más grande estirará las estrellas de la galaxia más pequeña. Por tanto un grupo de galaxias tienen una extensión relativa comparada con su tamaño mas o menos en la forma en que estos discos están sobre una superficie plana, que al impulsarlas chocan unas con otras y sus disco se alarga y deforma.

Galaxia disco deformado

Quasares y demás objetos se comenzaron a forma con las galaxias

Pero las galaxias están constituidas por estrellas individuales que padecen la gravedad de todas las demás y se deforman y se convierten en cadenas de astros y grandes arcos de estrellas que flotan en cualquier dirección. Y así es como una galaxia tan distante cuyas remotas estrellas han brillado en el espacio durante millones de años puede acabar fundiéndose con la nuestra.

La expansión del universo nos dice algo muy profundo, que el universo ha tenido un punto de partida en el tiempo. En ese momento, después del Big Bang, la reglas que rigen nuestro universo empezaron a conformarse,  y una de las más importantes era la ley de la gravedad. (Ver artículo: Gravedad )

Después del Big Bang el universo por supuesto se expandió pero hubo algunas partes que eran más densas que otras, Estas empezaron a contraerse por la gravedad y formaron las galaxias. Bolsas de gas dentro de esas nubes que se contraían debido a la gravedad formaron las estrellas porque estas se contrajeron mucho más de las nubes de gas en general.

con el Gran estallido inciaron las formaciones de objetos como Quásar

Tuvo que haber transcurrido cientos de millones de años para que las primeras galaxias llegasen ha existir. No se sabe a ciencia cierta cuando sucedió pero los científicos están seguros que pueden ver galaxias alrededor de un billón de años después del Big Bang y los primeros objetos los empezarían  ver unos 500 millones de años después del gran estallido. En este período creen que se formaron los primeros objetos.

Quásar: desconocidos y curiosos

Se trata de los cuerpos cósmicos más desconocidos para muchos. Los primeros de nombre 3C273 y 3C 48 fueron descubiertos en 1949 y 1960 respectivamente y para ello se utilizaron radio telescopios de todo el mundo. Un grupo de astrónomos que dieron con la ubicación de estos objetos mostraron su asombro al admirarlos y observarlos debido al espectro de su luz no se correspondía con el de otras fuentes conocidas.

Más grande fue su sorpresa cuando se descubrió además que la distancia en que se encontraban eran descomunal, 2500 y 3900 millones de años luz, ya que esos suponía que para que pudieran detectar desde aquí debían poseer un brillo e intensidad fuera de todo cálculo.

Quásar brillante descomunal

Aunado a esto, el corrimiento al rojo del espectro indicaba que se alejaban a más de un tercio de la velocidad de la luz. Durante década y media los científicos buscaban respuestas para lograr determinar qué era aquello tan brillante y energético que no se correspondía con nada que hubieran visto antes.

Los agujeros negros son el triunfo de la gravedad sobre el restos de fuerzas. Acumulaciones de tanta masa en un mismo lugar que la gravedad derrota todo, haciendo de ese cuerpo una máquina de devorar a todo lo que se acerque demasiado. En contrario a lo que mucho gente piensa los agujeros negros suelen ser pequeños y prácticamente indetectables salvo por los efectos que causan en su entorno.

Sin embrago cuando el agujero negro supera la masa de un millón de soles pasa a ser conocido como agujero negro super masivo, que si bien en un principio eran una rareza ahora se piensa de que cada galaxia tiene uno en su centro. Debido a su centro de gravedad, juegan papel importante en su formación, ejerciendo como elemento aglutinante y supone una de las causas de que las galaxias permanezcan unidas si despedazarse.

A veces la ciencia ficción tiende a presentarnos los agujeros como un evento catastrófico, olvidándose de que permiten que a su alrededor se agrupen acumulaciones de masas en medio de la inmensidad del vacío espacial.

El efecto de la gravedad alrededor de los agujeros negros atrapa nubes de polvo y gas que se acercan demasiado y estas poco a poco son succionadas pasando a formar parte del disco de presión del agujero. Este disco trota a velocidad mientras sus partículas describen una trayectoria en espiral a su centro a una velocidad descomunal.

Agujero negro

Este incremento de su energía hace que emita radiación y el disco de acreción brilla fuertemente. Cuando una galaxia emite una gran cantidad de radiación por otras fuentes diferentes a las habituales es conocida como galaxia activa y es propio de galaxias en formación o de choques entre ellas. (Ver artículo: Galaxias activas).

Son objetos como fósiles del cielo

Es por esto que los cuásares son llamados puntos de gran emisión de energía proveniente de galaxias activas por efecto del agujero negro super masivo existente en su centro. Ya sea por su radiación en su disco de acreción o porque al tragar masivamente este se atraganta escupiendo dos yets de energía por sus polos.

Un Quásar es simplemente un gran agujero negro en medio de un descomunal banquete que termina tosiendo. Un sólo Quásar distante puede ser cien veces más luminoso que toda la vía láctea junta. Uno de los hechos que más llama la atención es que siempre que mencionan un Quásar, la distancia en la que se encuentra es completamente demencial, es decir, se habla de varios de miles de millones de años luz.

Agujeros Negros

Los cuásares son vestigios de un universo primitivo donde todo estaba mucho mas cerca. Las galaxias se formaban con mas frecuencia y los acontecimientos apocalípticos se repetían en mayor número que en la actualidad. Cuando se detecta una a unos a 3500 millones de años luz de distancia, implica que hace miles de millones de años que sucedió.

Es decir, un Quásar es considerado como un fósil del cielo, dinosaurios extintos cuya era ya pasó. Por su puesto se puede dar alguno, pero las condiciones ya no son las idóneas para ellos. Su tiempo hace miles de millones de años que terminó, son ahora una gran herramienta que permite estudiar el universo primitivo.

Los quasares son fuentes de emisión detectadas, que generalmente provienen del centro de galaxias terriblemente alejadas, producidas por un agujero negro masivo central que se está dando una comilona, cosa complicada que hoy día suceda. Un agujero negro que al atragantarse pasa a ser un Quásar y luego de hacer la digestión vuelve a ser un agujero negro.

agujeros negros

Unos últimos datos referentes a los quasáres es que el más cercano está a 760 millones de años luz. Se considera que la gran cantidad de luz es que se debe de los agujeros negros supermasivos, y se considera que una vez que se apaga un Quásar da lugar a una galaxia.

Poseen un millón y mil millones la masas de nuestro sol. Los agujeros negros son objetos inmensos y bastos con gravedad fuerte que ni la luz escapa de ellos. Eso hace que nos preguntemos; ¿como pueden los agujeros negros alimentar algo?. La respuesta es que el gas que cae en los agujeros negros es capaz de emitir energía antes de hundirse, cuando cae en él está perdido. Esto sucede gracias a la fricción.

La materia que cae en un agujero negro describe una espiral y se frota consigo misma, y todo a una velocidad extrema. En el caso de un Quásar tenemos que los gases se frotan y se mueven a gran velocidad, al hacerlo se caliente a millones de grados, lo que puede hacer que brillen con gran intensidad.

Agujero negro como el inicio de los quásares

Los astrónomos están convencidos que hay agujeros negros gigantes en todas las galaxias, entonces debe haber quasares en cada galaxia. Pero para que haya un Quásar debe haber un agujero enorme en el centro de la galaxia y un suministro de gas que caiga en el agujero negro.

Si no hay materia suficiente alrededor, si el agujero negro ha devorado todo cuanto tiene cerca, no hay nada que pueda destacar que pueda brillar. Puede haber agujeros negros pero si no tienen combustibles no hay quasáres.

Es posible que un Quásar pueda volver a brillar

Pero en el universo hay condiciones que pueden hacer que un Quásar puede encender mucho tiempo después que se haya consumido el gas en el centro de la galaxia.

Quásar

Un modo de hacerlo es haciendo chocar dos galaxias. Sabemos que las galaxias colisionan y cuando sucede esto, se crea un enorme choque cósmico que lanza materia hacia el centro de la galaxia.

Esta posibilidad podría darse en nuestra Vía Láctea que está en una trayectoria de colisión con Andromeda. Un hecho que puede llegar a ocurrir según las estimaciones, dentro de 5 o 6 mil millones de años cuando la galaxia Andromeda se fusione con la Vía Láctea y entra la posibilidad de que se empuje gas hacia el centro de los enormes agujeros negros y que se conviertan en quasares.

Si Andrómeda se convierte en un Quásar, es probable que pueda compararse en brillantez con la Luna Llena cuando está a diez mil años luz de distancia. Aun estando tan cerca solo diez mil años luz, no veríamos el disco de Quásar de Andrómeda como vemos la luna llena.

Choque entre galaxias

¿Qué es la Radio Astronomía?

En un principio hablamos de que para la detección y estudio de un Quásar se utilizan además de otras herramientas, la radio astronomía, pero estudiemos de qué se trata la radio astronomía. Es la rama de la Astronomía que utiliza para sus estudios los recursos de la radio y el radar.

Aplicado al sistema solar

La cromosfera y sobre todo la corona solar se encuentra altamente ionizada y de dichas regiones procede exclusivamente la emisión de radio. Antes de la aparición de la radio astronomía, los únicos conocimientos relativos a la corona solar eran los obtenidos durante los eclipses o bien con la gran dificultad, mediante el coronógrafo.

Radioastronomía

Fuera de estos casos, el predominio de la emisión fotosférica impide la observación de la atmósfera solar. Además, debido al tipo de propagación de las ondas en la corona, para cada frecuencia existe un nivel de la atmósfera solar por debajo del cual no es posible penetrar.

En el caso del sol, cambiar la frecuencia de recepción equivale a efectuar un sondaje de la atmósfera solar a diferentes profundidades: las ondas centimétricas proceden de la cromosfera a la corona, la temperatura cambia rápidamente de 10.000 a 1.000.000 °K.

Por esta razón, la radioemision del sol en calma no puede equipararse con el espectro de un cuerpo negro a temperatura fija, como se hace con la emisión fotosférica sino con partes de la emisión planckiana a temperaturas variables.

Corona del sol

Esto ha permitido confirmar las elevadas temperaturas de la corona y el origen térmico de la emisión solar. Se ha reconocida, además, la forma ovalada de la corona, achatada en los polos, y sus dimensiones variables que siguen el ciclo oncenal del sol.

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