junio 19, 2021

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Los “quásares fríos” son los precursores de la muerte galáctica, ¿o no?

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Las estrellas falsas son cosas geniales. En los términos más simples posibles, los quásares son discos brillantes y acumulativos que se forman cuando estoyEl disco de acreción emite luz y calor intensos. Esto es causado por la fricción producida por el material que orbita el agujero negro y, finalmente, en su interior. La materia se agrupa alrededor del horizonte de eventos, el punto en el que la gravedad se vuelve tan fuerte que no puede escapar ninguna materia, ni siquiera la luz. A medida que la materia orbita alrededor del agujero negro, la fricción calienta los gases y otros materiales en el disco de acreción, haciéndolos visibles en luz óptica, rayos X y longitudes de onda infrarrojas en el espectro electromagnético.

Estos objetos son tan luminosos que pueden superar a todas las estrellas de sus galaxias combinadas. Sin embargo, esto es impresionante y también se cree que indica una de las etapas finales de la formación de estrellas galácticas. Entonces descubre Los llamados “quásares fríos” Vino y desafió nuestra teoría en la etapa final de la evolución de las galaxias.

Retrocediendo en el tiempo hasta los primeros días del universo, unos 670 millones de años después del Big Bang, los astrónomos han encontrado El agujero negro supermasivo más antiguo hasta la fechaEsto da crédito a la teoría de que los agujeros negros proliferaron en el universo primordial. Este agujero negro supermasivo, llamado J0313-1806, se encuentra a poco más de 13 mil millones de años luz de la Tierra y tiene una masa de casi 1,6 mil millones de soles. Gran cantidad de gas y polvo orbitando el agujero negro, creando un disco de acreción brillante, brillando más de 1.000 veces el de todas las estrellas de la Vía Láctea combinadas.

Todas las cosas buenas deben llegar a su fin y, finalmente, el combustible galáctico se agota para producir más estrellas, ya que todo el hidrógeno está bloqueado en nebulosas, estrellas y planetas existentes, o consumido por un agujero negro supermasivo. Sin emabargo, Usando datos espectrales, los astrónomos predijeron que el agujero negro supermasivo J0313-1806 todavía devoraba el equivalente a 25 soles cada año, lo que significa que todavía está creciendo.

Aquí es donde entran los quásares fríos.

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¿Qué son exactamente los cuásares fríos?

El autor de un artículo sobre Quásares fríosAlison Kirkpatrick de la Universidad de Kansas señala:

“Todo el gas que se acumula en un agujero negro se calienta y emite rayos X”, la longitud de onda de la luz que emite corresponde directamente a lo caliente que está. Por ejemplo, tú y yo emitimos luz infrarroja. Pero lo que da rayos X es una de las cosas más calientes del universo. Este gas comienza a acumularse en el agujero negro y comienza a moverse a velocidades relativas; También tiene un campo magnético alrededor de este gas y puede deformarse. De la misma manera que se obtienen las erupciones solares, se pueden hacer que los chorros de material asciendan a través de estas líneas de campo magnético y se disparen fuera del agujero negro. Estos chorros esencialmente ahogan el suministro de gas de la galaxia, por lo que ningún gas podría caer sobre la galaxia y formar nuevas estrellas. Después de que una galaxia deja de formar estrellas, decimos que es una galaxia muerta pasiva “.

Es lógico pensar que un agujero negro en el medio de una galaxia devoraría todo el gas y el polvo que podrían alcanzar su singularidad, ¿verdad? Bueno, resulta que los cuásares no son una sentencia de muerte automática para las galaxias, al menos para algunas galaxias, así que sí y no. Aproximadamente el 10 por ciento de las galaxias antiguas estudiadas y observadas con cuásares en su centro tienen una reserva de gas y, por lo tanto, todavía están creando nuevas estrellas.

“Ya sabemos que los quásares están en una fase que está oscurecida por el polvo”, dijo Kirkpatrick. “Sabíamos que estaban pasando por una fase densamente cubierta donde el polvo rodeaba el agujero negro supermasivo. A eso lo llamamos la fase del cuásar rojo. Pero ahora, encontramos este sistema de transición único que no conocíamos antes. Antes, si le dijiste alguien que encontró un quásar luminoso con un color óptico ”Azul – pero todavía tiene mucho polvo y gas, y mucha formación de estrellas – la gente dirá, ‘No, esa no es la forma en que estas cosas deberían verse’.

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Se trata de un cuásar azul óptico de 7 mil millones de años, este objeto distante es extraño porque, normalmente, no emite radiación infrarroja. Fuente: Legacy Survey de la cámara de energía oscura DR7 / NOAO

Excepto que parece que así es como funciona. Las cosas en el espacio tienden a comportarse de formas en gran medida impredecibles. Tampoco tenemos un conocimiento sólido de la evolución de las galaxias. Podemos verlos desde miles de millones de años luz de distancia, extendiéndose a algunas de las estrellas y galaxias más antiguas jamás nacidas, pero eso solo llega hasta cierto punto porque las galaxias vienen en todas las formas, tamaños y colores.

“Pensamos que la forma en que estas cosas progresaron es que tienes un agujero negro en crecimiento, rodeado de polvo y gas, y comienza a hacer explotar ese material”, dijo. “Entonces se convierte en un objeto azul luminoso. Asumimos que cuando exhale su gas, también explotará su gas anfitrión. Pero parece que no es el caso con estas cosas. Estos organismos han expulsado su propio polvo, por lo que verlos como un cuerpo azul, pero aún no han expulsado todo el polvo y el gas “. En las galaxias anfitrionas. Esta es una fase de transición, digamos 10 millones de años. En escalas de tiempo globales, esto es realmente corto, y esto es difícil de detectar. Esto puede significar que esto le sucede a todas las galaxias “.

Un descubrimiento interesante:

astrónomo De los libros de la NASASOFIA, un proyecto conjunto entre la NASA y el centro espacial alemán DLR, estudió una galaxia muy distante, a más de 5.250 millones de años luz de distancia, llamada CQ4479. En su núcleo hay un tipo especial de cuásar que Kirkpatrick descubrió recientemente y que llamó “cuásar frío”. En este tipo de cuásar, el agujero negro activo todavía se está alimentando de material de su galaxia anfitriona, pero la intensa energía del cuásar no destruyó todo el gas frío, por lo que las estrellas podrían continuar formándose y la galaxia vive. Esta es la primera vez que los investigadores analizan detalladamente el cuásar frío, midiendo el crecimiento de los agujeros negros, la tasa de nacimiento de estrellas y la cantidad de gas frío que queda para alimentar la galaxia ”. Actualmente, nacen casi 100 estrellas similares al sol cada año.

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“Sophia nos permite ver esta pequeña ventana de tiempo en la que los dos procesos pueden coexistir”, dijo uno de los investigadores. “Es el único telescopio capaz de estudiar el nacimiento de estrellas en esta galaxia sin verse abrumado por el cuásar superbrillante”.

Representación artística del quásar
Presentación del quásar. Mira lo brillantes y poderosas que son estas cosas Fuente: Salome y col. 2015; Mahoro y col. 2017, Perna

“Si este crecimiento en tándem continúa, el agujero negro y las estrellas circundantes se triplicarán antes de que la galaxia llegue al final de su vida”.

Este es un crecimiento impresionante que, al final, el quásar en el centro de la galaxia probablemente agotará todo el gas y el polvo necesarios para formar estrellas. La verdadera pregunta es: ¿Es esto tan raro o estamos viendo una fase por la que pasan todos los cuásares con galaxias?

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