Cuásares

El nombre cuásar procede de la expresión "cuasiestelar", que significa parecido a una estrella. Esto se debe a que los cuásares se descubrieron por primera vez a partir de una gran cantidad de emisión de ondas de radio. Cuando se observaron estos objetos, parecían puntos débiles parecidos a estrellas. Sin embargo, estos objetos parecían tener un corrimiento al rojo muy grande en comparación con las estrellas, lo que indica que no eran estrellas, sino algo totalmente distinto.

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    ¿Qué es un cuásar?

    Se creía que un cuásar era una estrella, ya que se registró que emitía una cantidad muy grande de radiación, a niveles similares a los de una estrella. Sin embargo, faltaban las características estándar que indican la presencia de una estrella, como los depósitos de hidrógeno.

    Entonces se estudiaron los cuásares distantes en galaxias lejanas. Los escombros y las partículas de gas en órbita alrededor de los agujeros negros colisionaban entre sí, se sobrecalentaban debido a la fricción y se aceleraban a velocidades muy altas debido a los enormes campos gravitatorios. Cuando la materia cae en agujeros negros supermasivos, libera una enorme cantidad de energía. Esta energía es lo que se conoce como cuásar (mostrado a continuación).

    Cuásares, Cuásar, StudySmarter

    Un cuásar.

    ¿Qué es el desplazamiento al rojo de los cuásares?

    Cuando se observa la luz de los objetos del universo, ésta puede indicar varias características. La luz de cada objeto tiene un rango particular del espectro electromagnético. El desplazamiento al rojo se produce cuando el espectro se desplaza hacia el extremo rojo del espectro, donde las longitudes de onda son mayores. Según el efecto Doppler, la longitud de onda se acorta hacia la dirección del movimiento. En este caso, la longitud de onda se alarga. En el caso de los cuásares, esto indica además que el objeto se aleja del observador (en la Tierra). De hecho, cuanto más alejado está el objeto, más rápido se mueve.

    Los cuásares se encontraron con un corrimiento al rojo espectacular, lo que implica que se movían muy deprisa. Esto significa que deben de estar en el borde mismo del universo en expansión, alejándose de nosotros, lo que explica el desplazamiento de la longitud de onda.

    Eldesplazamiento al rojo es la apariencia estirada de la luz cuando un objeto se aleja de un observador. La longitud de onda de la luz parece aumentar, mientras que la frecuencia de la onda parece disminuir. De ahí que la onda parezca estar más cerca del extremo rojo del espectro electromagnético, como se muestra a continuación.

    Quasares Espectro electromagnético StudySmarter.

    Espectro electromagnético.

    Cuando ocurre lo contrario y los objetos se mueven hacia el observador, la longitud de onda de la onda luminosa disminuye, mientras que la frecuencia correspondiente parece aumentar. Por lo tanto, la onda parece estar más cerca del extremo azul del espectro, y se dice que la luz se desplaza hacia el azul.

    La creación de un cuásar

    Un cuásar se crea por la interacción de la materia alrededor de agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros supermasivos se crean cuando la masa de una estrella se contrae tanto que entra en el radio de Schwarzschild o radio gravitatorio. Éste es el radio mínimo en el que la atracción gravitatoria entre las partículas de la estrella provoca su colapso. La masa se contrae en un espacio muy pequeño que curva el espaciotiempo de forma irreversible, de modo que ni siquiera la luz puede escapar.

    Dentro del radio de Schwarzschild, las partículas tendrían que superar la velocidad de la luz para escapar de la atracción gravitatoria del agujero negro supermasivo. Fuera de este radio está el diámetro del agujero negro, también llamado horizonte de sucesos (visto abajo).

    Los restos de gases y partículas que rodean al agujero negro en el disco de acreción son atraídos por las enormes fuerzas gravitatorias, lo que hace que se aceleren con velocidades próximas a la de la luz y choquen entre sí, liberando enormes cantidades de energía.

    La energía emitida por el disco de acreción se conoce como cuásar. Se presenta en forma de radiación electromagnética que viaja a la velocidad de la luz. Como la energía emitida se encuentra alrededor del horizonte de sucesos, puede escapar y ser detectada.

    Cuásares Horizonte de sucesos de un agujero negro StudySmarterEl horizonte de sucesos de un agujero negro - StudySmarter Originals

    ¿Cómo se descubren los cuásares?

    Esta luz emitida por un cuásar es muy brillante. A veces también se emite un chorro desde el centro del cuásar en forma de ondas de radio, que pueden ser detectadas por radiotelescopios u otros telescopios. Sin embargo, la emisión del chorro sólo es activa cuando hay materia en el disco de acreción.

    Cuando la materia alrededor del disco de acreción se consume, el cuásar estará inactivo, lo que hace que sean muy débiles. Pueden ser muy difíciles de detectar una vez que se vuelven inactivos. Existen cientos de miles de cuásares conocidos hasta la fecha. El cuásar de neón más antiguo conocido hasta la fecha es el P172+18; tiene 780 millones de años, lo que proporciona pistas sobre las primeras etapas del universo.

    Relación de los cuásares con el tamaño de los agujeros negros

    Los cuásares sólo pueden formarse cuando hay agujeros negros supermasivos. Cuanto mayor sea el tamaño delagujero negro, mayor será el campo gravitatorioalrededor del agujero negro. Por tanto, las colisiones de materia serán mayores y más violentas, dando lugar a los cuásares.

    Los tamaños del agujero negro y de los cuásares son un indicio de su antigüedad, ya que los agujeros negros supermasivos sólo pueden existir en las zonas distantes del universo, por lo que deben haber existido y consumido materia durante mucho tiempo.

    Cuásares - Puntos clave

    • Los cuásares son grandes cantidades de energía liberadas por la colisión de escombros alrededor de un agujero negro.

    • Cuásar significa parecido a una estrella. Se denominaron así porque se detectaron emitiendo una enorme cantidad de energía, como las estrellas.

    • El corrimiento al rojo es un fenómeno en el que la luz se desplaza hacia el extremo rojo del espectro electromagnético, lo que indica que el objeto se aleja del observador.

    • Los cuásares se descubren mediante radiotelescopios que detectan las ondas de radio emitidas por los chorros de los cuásares.

    Preguntas frecuentes sobre Cuásares
    ¿Qué es un cuásar en física?
    Un cuásar es una fuente astronómica muy brillante y distante, alimentada por un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia.
    ¿Cuál es la importancia de los cuásares?
    La importancia de los cuásares radica en que nos permiten investigar la formación y evolución de las galaxias tempranas y las condiciones del universo en el pasado.
    ¿A qué distancia se encuentran los cuásares?
    Los cuásares se encuentran a distancias enormes, a miles de millones de años luz de la Tierra, y sus posiciones indican cuán lejos y cuán atrás en el tiempo estamos observando.
    ¿Cómo se detectan los cuásares?
    Los cuásares se detectan mediante telescopios ópticos e infrarrojos observando su brillo en diferentes longitudes de onda y las características espectrales que los distinguen de otros objetos celestes.

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    ¿Cuál es la diferencia entre una estrella y un cuásar?

    ¿Cuál es la diferencia entre un agujero negro y un cuásar?

    ¿Cómo sabemos que los cuásares se alejan?

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