Quásars

Quásares

Los quásares fueron descubiertos a principios de 1960 cuando radioastrónomos identificaron una estrella pequeña designada 3C 48 que emitía poderosas ondas de radio. Cuando obtuvieron el espectro de la estrella, encontraron algo completamente inesperado: el espectro era plano con varias, inesperadas y totalmente inexplicables, líneas de emisión. El objeto permaneció en el misterio hasta que un otro similar, pero más brillante, 3C 273, fue descubierto, en 1963. Los astrónomos se dieron cuenta que 3C 273 tenía un espectro normal con las mismas líneas de emisión que las observadas en radio galaxias, pero el espectro había sido fuertemente desplazado hacia el rojo (esto es, las líneas espectrales fueron encontradas en longitudes de ondas mayores que las esperadas). Esta observación explicó el misterio del espectro de 3C 48: era un espectro ordinario de una radio galaxia, pero estaba tan desplazado hacia el rojo que las líneas espectrales familiares estaban tan lejos de donde tenían que estar que nadie las reconoció. Cuando un objeto se aleja de nosotros, sus líneas espectrales son desplazadas hacia el rojo; cuanto más rápido se mueve, mayor es el desplazamiento hacia el rojo. Si el desplazamiento hacia el rojo de 3C 273 era debido a su velocidad, entonces, su velocidad debía ser mayor que la velocidad de la luz -lo cual es imposible-. Muchos objetos parecidos se han descubierto y se conocen como fuentes de radio casi estelares, abreviado como cuásar. 

Imagen tomada por el SDSS del cuásar 3C273 con desplazamiento hacia el rojo de 5.8 

Hoy, sabemos que los cuásares son galaxias con núcleos extremadamente energéticos. La cantidad de radiación emitida por tales núcleos opaca la luz del resto de la galaxia, de forma que sólo técnicas de observación especiales pueden revelar la existencia del resto de la galaxia. El núcleo explica por qué los cuásares se parecen a estrellas - todo lo que podemos ver es el motor central brillante-. 

Aunque el núcleo de un cuásar es extremadamente pequeño - sólo del tamaño del Sistema Solar- emite hasta 100 veces más radiación que una galaxia entera. La galaxia subyacente a la imagen brillante de un cuásar es probablemente bastante normal, excepto por los efectos superficiales a gran escala del cuásar en su centro. Los cuásares se piensa son accionados por agujeros negros súper masivos, en el centro de las galaxias. La poderosa radiación que vemos proviene de materia arremolinada alrededor del agujero negro y cayendo hacia él. 


El SDSS (e inspecciones del cielo que usan luz visible) pueden encontrar cuásares lejanos con corrimientos al rojo de 4-6, o un 90% tan viejos como el mismo universo, porque los cuásares parecen estrellas pero tienen colores peculiares. Buscando objetos como estrellas débiles y tomando su espectro, el SDSS encuentra miles de cuásares con desplazamientos hacia el rojo mayores que 4. El cuásar más lejano descubierto hasta ahora, con un desplazamiento hacia el rojo de 6,28, fue visto por el SDSS en Abril de 2001.

En la década de 1940 se detectaron sitios de fuerte emisión de ondas de radio siendo los dos primeros llamados Sgr A y Cas A y localizados en nuestra propia galaxia. Una tercera fuente de radio llamada Cygnus A fue identificada por Walter Baade y Rudolph Minkowskiy que correspondía en el espectro visible a una galaxia de aspecto extraño; el espectro de este objeto tiene un corrimiento al rojo de 5.7% indicando que se encuentra a una distancia de mas de 720 millones de años luz, es decir, por fuera de La Galaxia. En 1963 Maarten Schmidt encontró en 3C 273 (objeto 273 en el tercer catálogo de Cambridge de fuentes de radio) un espectro de hidrogeno con gran corrimiento al rojo que indicaba una velocidad de alejamiento de 47,400 kilómetros/segundo a una distancia que, al igual que el anterior, lo ubicabas por fuera de la Galaxia. 
 

Una coincidencia entre los hallazgos anteriores es que su espectro es no térmico y libera grandes cantidades de rayos X, ultravioleta, visible, infrarrojo y ondas de radio, siendo muy similar al de la radiación sincrotón producida por partículas altamente energizadas que giran velozmente alrededor de un centro magnético. Estos objetos y otros similares fueron llamados Quasars por quasi-stellar radio sources. Mas tarde se encontraron objetos similares con grandes corrimientos al rojo en sus espectros pero poca emisión de radio y se denominaron quasi stellar objets, en la actualidad el termino Quasar se utiliza indistintamente.

Los Quasares son cientos o miles de veces mas luminosos que una galaxia común (10e38 a 10e42 Watts en comparación con una galaxia como la Vía Láctea que tiene 10e37 Watts) y toda esta energía se forma en un volumen de espacio muy pequeño: Los Quasares cuya luminosidad varía en meses tienen un tamaño similar al sistema solar.

No hay ningún Quasar cercano, esto implica que todos son muy antiguos y puede decirse que fueron comunes en el universo temprano pero que no lo son en el universo presente. Cada Quasar está embebido en una galaxia, sin embargo esta galaxia anfitriona es muy difícil de observar por la luminosidad del objeto. Los Quasares de poca radiación tienden a estar localizados en galaxias espirales y los de gran emisión en elípticas pero también una gran mayoría se encuentra en galaxias irregulares y muchos tiene galaxias compañeras por lo que se especula sobre la asociación que tienen con colisiones galácticas.