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Credit: Robin Dienel/Carnegie Institution for Science
Hasta hace poco, los cuásares se consideraban los objetos más inmóviles del cielo estrellado. Mientras que los objetos cercanos a la Tierra se mueven a lo largo de complejas trayectorias, la lejanía de los cuásares de la Tierra hacía posible considerarlos puntos de referencia fiables y estables para tareas prácticas tan importantes como la navegación y el estudio de procesos tectónicos. Sin embargo, un grupo internacional de astrofísicos, que incluye a miembros del Instituto Físico y Tecnológico de Moscú, ha descubierto que los cuásares no se encuentran en un lugar fijo y ha explicado la razón de este comportamiento. Los resultados han sido publicados en la revista europea MNRAS.
Los cuásares pertenecen a una clase más amplia de objetos astronómicos llamados núcleos galácticos activos. La Tierra tiene la suerte de no tener tales vecinos: de hecho, el núcleo activo de la galaxia es un agujero negro que "respira fuego", que arroja dos chorros de plasma de dirección opuesta, jets relativistas. El agujero negro en sí está en el centro del objeto y, por supuesto, es invisible. El agujero negro está rodeado por un área opaca, un tipo de "velo" que solo puede ser superado por radiaciones de la más alta frecuencia. Por lo tanto, para un observador de la Tierra, el núcleo activo de la galaxia se ve diferente según el rango de frecuencia en el que se haya realizado la observación. Por ejemplo, en el rango óptico se pueden distinguir tanto el jet como el brillo alrededor de su fuente. En el rango de radio del cuásar solo es visible una parte de la "cola" dirigida hacia nosotros.
Hoy día la manera más precisa de observar objetos remotos en la banda de radio es la interferometría de radio de muy larga base. Este método permite simular un telescopio gigante, colocando por un territorio grande muchos normales y obtener información sobre una fuente distante de ondas de radio con alta resolución. Sin embargo, tales datos son difíciles de interpretar: Una imagen verdadera está "cifrada" en las intercomunicaciones de los telescopios involucrados en las observaciones.
Los científicos han desarrollado un procedimiento automatizado que analiza los datos cifrados. Resultó que la coordenada del inicio visible del jet no se encuentra en un solo lugar, sino que oscila de aquí para allá a lo largo de la dirección del jet. Se podría pensar que la propia fuente es móvil. Sin embargo, los astrofísicos afirman que tales oscilaciones son una especie de ilusión, ya que la causa del fenómeno radica en la naturaleza compleja de la radiación, y las fuentes, los núcleos de los cuásares, no realizan ningún desplazamiento en el espacio.
"Desde hace mucho tiempo, desde el siglo pasado, hay una teoría que explica el comportamiento visible de los cuásares mediante la radiación de electrones rápidos. Sin embargo, este modelo no dice nada sobre cómo la radiación puede cambiar con el tiempo", comentó Alexander Plavin, qeu trabaja en el laboratorio de investigación básica y aplicada de objetos relativistas en el Universo del Instituto Físico y Tecnológico de Moscú y posgraduado del FIAN. - "Hasta hace poco, era más fácil cerrar los ojos ante tal variabilidad y, para propósitos prácticos, considerar los núcleos galácticos activos como estacionarios. Ahora hemos acumulado suficientes datos que hemos logrado procesar de manera precisa y eficiente utilizando un método automático especialmente desarrollado. Esto es lo que ha hecho posible detectar la presencia de variabilidad de posiciones y asociarla con los procesos físicos en los jets".
¿Cuál podría ser la causa del fenómeno? Para responder a esta pregunta, los autores han estudiado si existen correlaciones de la posición aparente del núcleo con algún parámetro variable del cuásar, por ejemplo, el campo magnético o el brillo. Se ha encontrado que la coordenada visible del núcleo está directamente relacionada con la densidad de las partículas en el jet: el cambio de posición aparente del núcleo se produce de forma síncrona con el aumento del brillo. En el marco de un modelo teórico, esto puede indicar el papel de los brotes nucleares que inyectan un plasma más denso en el jet, en el comportamiento de un cuásar.
¿Qué aplicación práctica puede proporcionar este análisis? Los datos precisos sobre los movimientos observados de los cuásares permiten ajustar los métodos astrométricos para lograra los sistemas de navegación más precisos en la historia de la humanidad.
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Journal
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society