Núcleos activos de galaxias: ¿por qué brillan tanto?

Tema en 'Cementerio De Temas' iniciado por Kovacs, 22 May 2012.

  1. Kovacs

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    Este tema lo creo a partir de una duda que tuve, el porqué los centros de algunas galaxias brillan tanto. Esto fue lo que encontré y sin ser un experto ni menos conocedor del tema, así que si hay errores, los sabios porfavor corregidme.

    Núcleos activos de galaxias: ¿por qué brillan tanto?

    Los Núcleos Activos de Galaxias (AGNs) engloban a una serie de objetos
    (cuásares, galaxias Seyfert, blázares,...) caracterizados por la presencia de
    emisiones inmensas de energía cuyo origen no está relacionado con estrellas. Su
    emisión es superior en ocasiones a 100 veces la de la Vía Láctea, teniendo
    variaciones de brillo tan enormes en algunos casos como si se encendieran o
    apagaran de golpe todas las estrellas de diez galaxias como la Vía Láctea. Se
    supone que su origen está relacionado con la presencia de agujeros negros
    supermasivos.

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    Pie de figura: NGC 7742 es una espectacular galaxia Seyfert cuyo núcleo emite en el rango visible tanta energía como toda la Vía Láctea. A pesar de ello, gracias a los modernos telescopios se puede analizar la estructura del resto de la galaxia, cosa que no sucede con los cuásares o blázares.


    En general, el término Núcleos Activos de Galaxias, o AGNs, se refiere a la existencia de fenómenos energéticos con origen no estelar en los núcleos, o regiones centrales, de galaxias. Una característica importante de los AGNs es que su emisión cubre todo el espectro electromagnético, desde el radio a los rayos gamma, siendo fuertes emisores en rayos gamma.
    Los cuásares se descubrieron a finales de los años cincuenta.



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    Son cien veces más luminosos que la galaxia más brillante, de modo que
    concentran mucha luz en una región compacta, más que la que esperaríamos
    encontrar en cualquier galaxia normal. Su apariencia no sugirió inicialmente su
    identificación con galaxias. A distancias muy grandes, solamente se observa la
    fuente nuclear de tipo estelar en los cuásares. De ahí la denominación de cuasiestelar. Los cuásares tienen tres propiedades muy peculiares. La primera es quesus dimensiones son muy pequeñas. Tienen una forma estelar pero no son estrellas. Son objetos puntuales, pequeños, que desprenden una cantidad de energía inmensa. Otra propiedad es que se han detectado movimientos internos espectaculares, de miles de kilómetros por segundo. La tercera particularidad es que la emisión que procede de estos objetos varía mucho en prácticamente todas las escalas de tiempo, desde unos cuantos días hasta varios años.


    Todo esto indicaría que un núcleo comparable en tamaño al Sistema Solar está
    emitiendo cientos de veces la energía de una galaxia entera. Los cuásares están entre los objetos más luminosos del cielo en todas las longitudes de onda en las que se observan.


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    El modelo estándar acerca de los cuásares contempla que pueden albergar un agujero negro en su interior. No obstante, si son agujeros negros masivos los que dan origen a los cuásares, resulta sorprendente que en algunos casos aparezcan cuásares vinculados a galaxias pequeñas, no masivas. Este dato, más los resultados sobre el supuesto agujero supermasivo en el centro de nuestra galaxia, podrían decidir si los agujeros negros son constituyentes de todas las galaxias que sólo experimentan gran actividad en un período corto de su vida, permaneciendo dormidos el resto del tiempo, o si realmente sólo están presentes en una fracción pequeña de galaxias en el universo.

    Carl Seyfert (1943) fue el primero en notar que había varias galaxias similares que formaban una clase diferente, en base a su brillo superficial central, con núcleos de apariencia estelar. Posteriormente se detectó que: i) su núcleo tenía un tamaño muy pequeño; ii) si el material del núcleo está ligado gravitatoriamente, su masa debe ser muy alta. El 10% de la masa de la galaxia está contenida en un volumen de unos pocos años luz.

    Las dos subclases más grandes de AGNs son las galaxias Seyfert y los cuásares. La distinción entre ellos es, básicamente, cuestión de semántica, estando en la cantidad de radiación emitida por la fuente central compacta. En el caso de una galaxia Seyfert típica, la energía total emitida por la fuente nuclear es comparable con la energía emitida por todas las estrellas de la Vía Láctea, aunque Esto permite observar las galaxias que las albergan. En un cuásar típico la fuente nuclear es más brillante que las estrellas por un factor de 100 ó más. La mayoría de los astrónomos considera que ambos tipos de objetos corresponden al mismo fenómeno.


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    El primer blázar se descubrió en 1965, observándose enormes variaciones de luminosidad en pocas semanas o, incluso, en pocos días. En algunos blázares, la variación observada es equivalente a encender o apagar en pocas horas todas las estrellas de diez galaxias del tamaño de nuestra Vía Láctea. También el color de los blázares puede variar en plazos de pocos días con una tendencia a que el blázar sea más azul cuando esté más brillante. Más recientemente se ha establecido que algunos blázares también emiten fuertemente en rayos gamma. A esos efectos se debe sumar la expansión superlumínica que se ha detectado en varios casos, cuando parece que se separan componentes del cuásar a una velocidad superior a la de la luz.


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    En los últimos años se ha desarrollado una teoría que sugiere que algunas clases de objetos diferentes podrían ser la misma clase de objetos vistos a distintos ángulos. Se cree que cada cuásar tiene dos chorros relativistas, uno saliendo de cada polo del disco de acrecimiento en torno al agujero negro central.

    La energía gravitatoria liberada en el proceso de acreción es el 10% de la energía de la materia, siendo el proceso de conversión materia-energía más eficiente de todos los conocidos (la fusión nuclear libera, como mucho, el 0,7% de la masa). Así, en un blázar estamos mirando al chorro de frente, viendo hacia su interior. Puesto que la materia dentro del chorro se desplaza con una velocidad cercana a la de la luz, experimenta una amplificación relativista, es decir, la
    luminosidad del cuásar puede aumentarse en un factor de 100, haciendo que el cuásar sea mucho más luminoso de lo que realmente es. Además, ésto produce movimientos aparentemente por encima de la velocidad de la luz.

    FUENTE:


     
    #1 Kovacs, 22 May 2012
    Última edición: 22 May 2012