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Cosmos: Los quásares no están clavados en el cielo

Cosmos: Los quásares no están clavados en el cielo
Quásar y estrella. EP

Los cuásares no ocupan posiciones completamente inmóviles en el cosmos. Según un estudio de los chorros que surgen de los núcleos galácticos activos, sus posiciones aparentes varían con el tiempo.

Es el hallazgo de un equipo internacional de astrofísicos con investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Las posiciones aparentes de los cuásares cambian con la frecuencia de radiación utilizada para observarlos. Los investigadores predijeron este efecto hace unos 40 años basándose en la teoría de la radiación de sincrotrón y lo observaron poco después», explica Alexander Pushkarev, del Observatorio Astrofísico de Crimea y el Instituto de Física Lebedev de la Academia de Ciencias de Rusia.

«Nuestro estudio tuvo como objetivo determinar si este efecto varía con el tiempo y, de ser así, en qué escala de tiempo y en qué medida cambia el cambio de posición aparente».

Los quásares pertenecen a una clase más amplia de objetos astronómicos conocidos como núcleos galácticos activos. Afortunadamente, ninguno de ellos se encuentra cerca de la Tierra. Un AGN es básicamente un agujero negro que «respira fuego» que incinera sus alrededores con dos chorros de plasma dirigidos en sentido contrario que se mueven a velocidades relativistas.

Al acecho en el corazón de un AGN, el agujero negro en sí es, naturalmente, invisible. Este objeto central está cubierto con una región penetrable solo a la radiación de frecuencia más alta.

Como resultado, un observador basado en la Tierra ve un AGN de manera diferente dependiendo de la frecuencia de radiación utilizada. Por ejemplo, mientras que las observaciones ópticas revelan el chorro y el brillo alrededor de su fuente, los radiotelescopios solo pueden distinguir la parte de la «cola» del quásar dirigida hacia nosotros.

La técnica más precisa actualmente disponible para la observación por radio de objetos remotos se conoce como interferometría de línea de base muy larga. Se basa en un telescopio gigante emulado que se basa en muchos instrumentos regulares dispersos por todo el mundo. Dicho telescopio «virtual» puede obtener datos de alta resolución sobre una fuente de radio remota.

Sin embargo, la reducción de datos y la restauración de «una foto» del objetivo no es algo trivial, porque los investigadores necesitan recuperar una imagen de los bits de información recopilada por muchos instrumentos.

El equipo desarrolló un procedimiento automatizado para resolver esa tarea. Encontraron que la coordenada aparente del ápice del chorro no permanece estática sino que fluctúa hacia adelante y hacia atrás a lo largo del eje del chorro. Parecería que la fuente misma se «menea».

Sin embargo, los astrofísicos consideran que estas fluctuaciones son una especie de ilusión. Explican el fenómeno en términos de la naturaleza compleja de la radiación. Esto implica que los núcleos del quásar en sí mismos no experimentan ningún movimiento en el espacio.

«En el siglo XX, una teoría explicaba el comportamiento aparente de los cuásares en términos de radiación de electrones rápidos. Pero este modelo no explica cómo esta radiación puede variar», dijo Alexander Plavin, investigador del Laboratorio de Investigaciones Fundamentales y Aplicadas de MIPT.

«Hasta hace poco, era más conveniente simplemente ignorar esta variabilidad. Se suponía que los AGN eran estáticos desde el punto de vista práctico. Sin embargo, acumulamos suficientes datos y desarrollamos un método eficiente y preciso para su procesamiento automatizado. Esto nos permitió detectar la variabilidad de la posición y interpretarlo en términos de la física interna de los chorros».

¿Cuál podría ser la razón detrás de este fenómeno? Para responder a esta pregunta, los autores verificaron las posiciones aparentes de los AGN en busca de posibles correlaciones con algunos de los parámetros del quásar variable, como su brillo o sus campos magnéticos.

Resultó que las coordenadas aparentes de un núcleo galáctico activo están directamente asociadas con la densidad de partículas en el chorro: cuanto más alto es el brillo, más pronunciado es el cambio de posición percibido. Esto podría complementar los modelos teóricos de los quásares indicando el papel de las llamaradas nucleares que inyectan plasma de mayor densidad en el flujo de salida.

Este análisis también tiene una dimensión práctica. Los nuevos datos precisos sobre los cambios aparentes de las posiciones de los quásares permitirán una corrección de las técnicas de astrometría, lo que llevará a los sistemas de navegación más precisos de la historia de la humanidad.

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