No hay nada más fuera de este mundo que los objetos cuasi estelares o, más simplemente, los cuásares. Estos son los objetos más poderosos y entre los más distantes del Universo. Y estas centrales eléctricas son bastante compactas, aproximadamente del tamaño de nuestro Sistema Solar. Comprender cómo llegaron a ser y cómo, o si, evolucionaron hacia las galaxias que nos rodean hoy son algunas de las grandes preguntas que impulsan a los astrónomos.
Ahora, un nuevo artículo de Yue Shen y Luis C. Ho: "La diversidad de los cuásares unificados por acreción y orientación" en la revista Nature confirma la importancia de una derivación matemática del famoso astrofísico Sir Arthur Eddington durante la primera mitad del siglo XX. Century, al comprender no solo las estrellas, sino también las propiedades de los cuásares. Irónicamente, Eddington no creía que existieran agujeros negros, pero ahora su derivación, la Luminosidad de Eddington, se puede usar de manera más confiable para determinar propiedades importantes de los cuásares en vastos tramos de espacio y tiempo.
Un cuásar se reconoce como un aumento (sentido- materia que cae sobre) agujero negro supermasivo en el centro de una "galaxia activa". Los cuásares más conocidos existen a distancias que los ubican muy temprano en el Universo; el más distante está a 13.9 mil millones de años luz, apenas 770 millones de años después del Big Bang. De alguna manera, los cuásares y las galaxias nacientes que los rodean evolucionaron a las galaxias presentes en la revista Space. En sus distancias extremas, son puntiagudas, indistinguibles de una estrella, excepto que los espectros de su luz difieren mucho de los de una estrella. Algunos serían tan brillantes como nuestro Sol si estuvieran ubicados a 33 años luz de distancia, lo que significa que son más de un billón de veces más luminosos que nuestra estrella.
La luminosidad de Eddington define la luminosidad máxima que puede exhibir una estrella que está en equilibrio; específicamente, equilibrio hidrostático. Las estrellas extremadamente masivas y los agujeros negros pueden exceder este límite, pero las estrellas, para permanecer estables durante largos períodos, se encuentran en equilibrio hidrostático entre sus fuerzas internas, la gravedad, y las fuerzas electromagnéticas externas. Tal es el caso de nuestra estrella, el Sol, de lo contrario colapsaría o se expandiría, lo que en cualquier caso, no habría proporcionado la fuente estable de luz que ha alimentado la vida en la Tierra durante miles de millones de años.
En general, los modelos científicos a menudo comienzan de manera simple, como el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, y las observaciones posteriores pueden revelar complejidades que requieren una teoría más compleja para explicar, como la Mecánica Cuántica para el átomo. La luminosidad y relación de Eddington podrían compararse con conocer la eficiencia térmica y la relación de compresión de un motor de combustión interna; Al conocer tales valores, siguen otras propiedades.
Ahora se conocen varios otros factores con respecto a la luminosidad de Eddington que son necesarios para definir la "luminosidad de Eddington modificada" utilizada hoy en día.
El nuevo artículo en Nature muestra cómo la luminosidad de Eddington ayuda a comprender la fuerza impulsora detrás de la secuencia principal de los quásares, y Shen y Ho llaman a su trabajo la prueba definitiva faltante que cuantifica la correlación de las propiedades de un cuásar con la relación de Eddington de un quásar.
Utilizaron datos de observación de archivo para descubrir la relación entre la fuerza de las emisiones ópticas de Hierro [Fe] y Oxígeno [O III], fuertemente ligadas a las propiedades físicas del motor central del cuásar, un agujero negro supermasivo y la relación de Eddington . Su trabajo proporciona la confianza y las correlaciones necesarias para avanzar en nuestra comprensión de los quásares y su relación con la evolución de las galaxias en el Universo temprano y hasta nuestra época actual.
Los astrónomos han estado estudiando los cuásares por poco más de 50 años. A partir de 1960, los descubrimientos del cuásar comenzaron a acumularse, pero solo a través de observaciones de radiotelescopio. Luego, se completó una medición de radiotelescopio muy precisa del Quasar 3C 273 utilizando una ocultación lunar. Con esto en mano, el Dr. Maarten Schmidt del Instituto de Tecnología de California pudo identificar el objeto en luz visible utilizando el telescopio Palomar de 200 pulgadas. Al revisar las extrañas líneas espectrales a su luz, Schmidt llegó a la conclusión correcta de que los espectros cuásares exhiben un desplazamiento al rojo extremo y se debió a efectos cosmológicos. El desplazamiento al rojo cosmológico de los cuásares significa que están a una gran distancia de nosotros en el espacio y el tiempo. También deletreó la desaparición de la teoría del Estado Estacionario del Universo y dio más apoyo a un Universo en expansión que emanaba de una singularidad: el Big Bang.
Los investigadores, Yue Shen y Luis C. Ho son del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín y trabajan con los Observatorios Carnegie, Pasadena, California.
Referencias y lecturas adicionales:
"La diversidad de los cuásares unificados por acreción y orientación", Yue Shen, Luis C. Ho, 11 de septiembre de 2014, Nature
"What is a Quasar?", Space Magazine, Fraser Cain, 12 de agosto de 2013
"Entrevista con Maarten Schmidt", Historias orales de Caltech, 1999
"Cincuenta años de cuásares, un simposio en honor a Maarten Schmidt", Caltech, 9 de septiembre de 2013
