Quasares o cuásaresQuasares o cuásares

Javier Rengifo Gonzáles

space@ unmsm.edu.pehttp://fisica.unmsm.edu.pe/~space

Universidad Nacional Mayor de San MarcosFacultad de Ciencias Físicas

Seminario Permanente de Astronomía y Ciencias Espaciales

ResumenResumen

1. Conceptos básicos antes de definir cuásares

2. Hipótesis sobre ¿qué son los cuásares? 3. ¿Que son los cuásares?4. Características principales5. Descubrimiento de los cuásares6. Importancia de los cuásares en nuestra

vida diaria

1 . Conceptos básicos1. Conceptos básicos

Espectro electromagnéticoEfecto Doppler

Redshift o corrimiento al rojo

Espectro Electromagnético

Efecto Doppler• Es aquel efecto que consiste

en la variación de la longitud de onda cuando un objeto se acerca o se aleja.

• Cuando se aleja, la longitud de onda se alarga.

• Cuando se acerca la longitud de onda se acorta.

• Z es un parámetro que indica la variación de la longitud de la onda.

z ο

ο ο

λ λλλ λ

−∆= =

Redshift

2. Hipótesis sobre los 2. Hipótesis sobre los cuásarescuásares

Hipótes is local Hipótes is local

Hipótes is extragaláctica Hipótes is extragaláctica

Otras Hipótes is Otras Hipótes is

Hipótesis sobre los cuásares• ( ),Hipótes is local microcuás ares estos objetos

pertenecen a nuestra galaxia y su gran velocidad se debe a que son expulsados violentamente desde un centro cercano al violeta, pero no se han encontrado cuásares con desplazamiento Doppler hacia el violeta.

• ,Hipótes is extragaláctica los cuásares son galaxias peculiares, probablemente núcleos de galaxias que participan en la expansión del Universo, se han encontrado similitudes, ej. Galaxias seyfert, sus núcleos se parecen a los de los cuásares.

•Pero aun no hay teoría que defina satisfactoriamente que son los cuásares

Galaxias Seyfert• Son galaxias, usualmente

espirales, cuya región central es notablemente brillante, tanto que en muchos casos puede eclipsar al resto de la galaxia en sí.

• Estas galaxias son un subtipo de la clasificación de las galaxias de núcleos activos (o llamadas galaxias AGN).

• Las galaxias Seyfert se caracterizan también por un núcleo muy brillante y por tener un espectro electromagnético donde las líneas de emisión de hidrógeno, helio, nitrógeno y oxígeno destacan por su brillo.

La Galaxia NGC 1566 en la constelación austral el Dorado, y se encuentra a una distancia de unos 50 millones de años luz.

Otra Galaxia de Núcleo activo

8C 1316 708

Galaxia de Núcleos activos. Fotografía tomada por el VLA

3. Que son los cuásares3. Que son los cuásares

Que se consideran actualmente

¿Qué son los cuásares?• Deriva de la palabra Quasi stellar objetcs QSOs

(objetos casi estelares) creada en los años 1960s para objetos estelares descubiertos con observaciones ópticas y radioastronòmicas.

• Son los objetos estelares mas misteriosos y brillantes en el Universo.

• Estos objetos tienen una apariencia parecida a la de una estrella, pero con observaciones en radio se puede ver que son intensamente energéticos, incluso como una galaxia.

En conclusión los cuásares son …

• Son extrañas fuentes luminosas que a simple vista parecen estrellas, pero lo mas posible es que sean una forma de galaxias de núcleos muy activos (llamadas galaxias AGN Active Galaxy Nuclei, por sus siglas en ingles) que contienen agujeros negros súper masivos en el centro, lo cual produce que mucha cantidad de polvo y gas interactuando constantemente alrededor produzca tanta radiación, energía y brillo

4. Características de los 4. Características de los cuásarescuásares

Principales características que los diferencian de otros objetos

estelares

Características de los quasares

• Desde las primeras fuentes de radio cuasiestelares se pudo observar que en la región óptica son muy variables y también varían en la región de radio.

• Presentan un enorme corrimiento al rojo o llamado redshift.

• Son los mas brillantes de todo el Universo• Son relativamente pequeños, mas o

menos del tamaño de nuestro sistema solar, pero irradian energía como una galaxia formada de miles de millones de estrellas.

Características de los quasares

• Son intensamente energéticos• Se ha estimado que las dimensiones de

los cuásares probablemente no sean mayores que las del sistema solar.

• La radiación total que emiten excedería a la radiación que tendrían 100.000 millones de estrellas juntas.

• Podrían representar un estado en particular en el desarrollo y evolución de galaxias

5. Descubrimiento de los 5. Descubrimiento de los cuásarescuásares

Los primeros cuásares descubiertos fueron un gran misterio, aunque aun lo siguen siendo a pesar que se siguen

estudiando

Primeros cuásares detectados

• En 1963 M. Schmidt identifico por primera vez los primeros cuásares 3C 273 y 3C 48, pues pudieron ser identificados dentro de las ondas visible

• Se midieron los redshift de estos objetos, para calcular aproximadamente su distancia, 3C 273 tenia un z ≈ 0,16 y 3C 48 tenia un z ≈ 0,37. Esto quería decir que eran los objetos mas lejanos en el Universo conocido.

Imagen del primer cuasar observado 3C273 por el telescopios espacia

Hubble y Merlín

Se han descubierto mas cuásares en los últimos 40

años• El cuásar mas alejado observado hasta 1992 es el

designado PC1158+4635 en dirección de la constelación de la Osa Mayor a mas o menos 10 mil millones de años luz.

• Se detectaron mas adelante fuertes explosiones de Rayos X en los cuásares, en 1989 el cuásar PKS 0558-504 duplicó su radiación X en solo 3 minutos, esto equivale a la energía que emitiría el sol en 1 millón de años.

Un cuasar encontrado que nos da a conocer muchas cosas de nuestro

Universo primitivo• El 19 de Abril del 2002, la NASA

apuntó un telescopio orbital llamado "FUSE" (abreviado Far-Ultraviolet Spectroscopic Explorer) o Explorador Espectroscópico Ultravioleta Lejano, hacia un quasar distante el núcleo brillante y activo de una galaxia ubicada a unos 10 mil millones de años luz, cerca del borde del Universo conocido durante 20 días entre agosto y octubre, al mismo tiempo lo observaron otros astrónomos con el HST y el telescopio Keck en Hawai …

El Universo profundo, foto obtenida del HST

Se descubrieron muchas cosas sobre este cuásar

• El estudio trataba de investigar que había entre la Tierra y el cuásar, en este caso, tenues nubes de gas de helio ubicadas en el espacio intergaláctico.

• Efectivamente se encontró Helio con el telescopio espacial FUSE, pero con el HST y el Keck se encontró hidrogeno.

• Es por esto que el estudio de los cuásares ayuda mucho para comprender como era el Universo antes.

Imagen artística del FUSE observando el Universo

Cuásares normales acompañados de una galaxia

• Hace poco fueron estudiados 20 cuásares por los telescopios VLT de Chile y el telescopio HST, de los cuales 19 tenían lo que se esperaba, una galaxia que lo hospede.

• La galaxia de HE1239-2426 (a la izquierda), un quásar de z=0,082, exhibe grandes brazos espirales, mientras que la anfitriona de HE1503+0228 (a la derecha), con z=0,135, es más difusa y muestra únicamente indicios de brazos espirales.

Imagen por la cámara ACS del HST

Extraño cuasar sin una galaxia que lo hospede

• Pero al observar el quásar HE0450-2958 no pudieron encontrar una galaxia ni el agujero negro que es propio en un cuásar

• Sin embargo identificaron una nube de gas de alrededor de 2.500 años luz de ancho, a la que llamaron "la burbuja", que se está expandiendo rápidamente al parecer por influencia de la radiación del quásar.

• Existen algunas hipótesis …

Imagen por el telescopio HST

Descubrimiento de algunas cenizas de las primeras estrellas

• En el 2003 con observaciones realizadas con la cámara y espectrógrafo infrarrojo NICMOS del Telescopio Espacial Hubble sugieren que las primeras estrellas que se formaron en el Universo lo hicieron apenas 200 millones de años después del Big Bang.

• Es mucho antes de lo que se pensaba, y esto gracias al descubrimiento de Hierro en tres cuásares arcaicos muy brillantes.

El lejano cuasar SDSS J103027.10+052455.0, tal como lo vio la cámara NICMOS a bordo del Hubble Space Telescope. Es el cuasar más lejano conocido (redshift de 6,28) su luz ha viajado 13 mil millones de años antes de llegar al espectrógrafo del Hubble.

6. Importancia de los 6. Importancia de los cuásares en nuestra vida cuásares en nuestra vida

diariadiaria

¿Para que nos sirven estos objetos estelares tan misteriosos y

sorprendentes?

Para comprobar la teoría de lentes gravitacionales

• En 1979, astrónomos estadounidenses detectaron un cuasar doble, con dos componentes idénticas entre sí excepto por el tamaño, y dedujeron que se trataba del mismo cuasar observado a través de una galaxia actuando como lente gravitacional

• Esa galaxia, menos luminosa que el cuasar, fue detectada posteriormente. Desde entonces se han encontrado cerca de una decena de cuásares dobles.

Efecto de lente gravitacional por el que se desdobla la imagen de un objeto lejano.

Otras importancias de los cuásares en nuestra vida diaria

• Gracias a su variabilidad y gran radiación en todo el espectro electromagnético, en especial en las ondas de radio, los cuásares sirven para sincronizar en el mundo algunos instrumentos, además es una forma de adecuar un tiempo único debido a errores existentes tomando como punto de referencia al sol.

• Gracias a la variabilidad de estos objetos a diferentes frecuencias se puedo hacer un mapa para encontrar nuestro sistema solar desde algún punto en el Universo y esto se uso para la sonda voyager. Ideada por el astrónomo Carl Sagan

GRACIAS