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    Quásares como las nuevas velas cósmicas estándar

    El quásar 3C 273 con su chorro, visto por el Observatorio de rayos X Chandra. Los astrónomos han descubierto que las luminosidades de rayos X y ultravioleta de los quásares están tan estrechamente correlacionadas, incluso para quásares a grandes distancias cosmológicas, que los quásares se pueden utilizar como nuevas "velas estándar" para ayudar a determinar las distancias cósmicas y sondear otros parámetros cosmológicos fundamentales. Crédito:Observatorio de rayos X Chandra

    En 1929, Edwin Hubble publicó observaciones de que las distancias y velocidades de las galaxias están correlacionadas, con las distancias determinadas usando sus estrellas Cefeidas. La astrónoma de Harvard Henrietta Swan Leavitt había descubierto que una estrella Cefeida varía periódicamente con un período que está relacionado con su luminosidad intrínseca. Ella calibró el efecto y cuando Hubble comparó esos valores calculados con sus luminosidades observadas, pudo determinar sus distancias. Pero incluso hoy en día, solo las estrellas Cefeidas en galaxias relativamente cercanas pueden estudiarse de esta manera.Para extender la escala de distancias a tiempos anteriores en la historia cósmica, Los astrónomos han utilizado supernovas (SN), la muerte explosiva de estrellas masivas, que se pueden ver a distancias mucho mayores. Al comparar el brillo observado de un SN con su brillo intrínseco, en función de su clasificación, los astrónomos pueden determinar su distancia; comparando eso con la velocidad de la galaxia anfitriona (su corrimiento al rojo, medido espectroscópicamente) produce la "relación de Hubble" que relaciona la velocidad de la galaxia con su distancia. Las supernovas más confiables para este propósito, por su uniformidad cósmica, son las llamadas supernovas de "Tipo Ia", que se cree que son "velas estándar, "todos tienen el mismo brillo intrínseco. Sin embargo, incluso los SN se vuelven más difíciles de estudiar de esta manera a medida que se encuentran más lejos; hasta la fecha, el SN de Tipo Ia más distante con una determinación de velocidad confiable data de una época de unos 3 mil millones de años después del Big Bang.

    Los astrónomos de CfA Susanna Bisogni, Francesca Civano, Martin Elvis y Pepi Fabbiano y sus colegas proponen usar quásares como una nueva vela estándar. Los cuásares conocidos más distantes se han detectado en una era solo unos setecientos millones de años después del Big Bang. ampliando drásticamente la gama de corrimientos al rojo de las velas estándar. Otra ventaja de los cuásares es que se han descubierto cientos de miles de ellos en los últimos años. No menos importante, los procesos físicos en los cuásares son diferentes a los de SN, proporcionando medidas completamente independientes de parámetros cosmológicos.

    El nuevo esquema propuesto por los astrónomos se basa en su descubrimiento de que la emisión de rayos X y ultravioleta en los cuásares están estrechamente correlacionados. En el corazón de un cuásar hay un agujero negro supermasivo rodeado por un disco muy caliente de material en acumulación que emite en el ultravioleta. El disco, a su vez, está rodeado de gas caliente con electrones que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. y cuando los fotones ultravioleta se encuentran con estos electrones, su energía se impulsa hacia los rayos X. El equipo, basándose en sus métodos anteriores, analizó las mediciones de rayos X de 2332 cuásares distantes en el nuevo Catálogo de fuentes de Chandra y las comparó con los resultados ultravioleta del Sloan Digital Sky Survey. Descubrieron que la estrecha correlación que ya se sabe que existe entre la luminosidad ultravioleta y de rayos X de los cuásares locales continúa en los cuásares distantes. más del 85% de la edad del Universo, volviéndose aún más apretado en épocas anteriores. La implicación es que estas dos cantidades pueden determinar la distancia de cada cuásar, y esas distancias se pueden usar para probar modelos cosmológicos. Si se confirman los resultados, proporcionarán a los astrónomos una nueva y espectacular herramienta con la que medir las propiedades del universo en evolución.


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