Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP-EN-106 Los cuásares

Asesor: Myrna Veronica Fernandez Mendez

Resumen

Los cuásares son objetos celestes que por más de cincuenta años han cautivado e intrigado a los astrónomos, desde su descubrimiento en la década de los 60’s, los cuales inicialmente fueron confundidos con estrellas. Sin embargo, gracias al avance de la ciencia, sabemos que los cuásares son objetos distantes fuera de nuestra galaxia que emiten grandes cantidades de energía y luz, debido a la materia que se pierde en el agujero negro súper masivo que forma parte de su centro. Estudiarlos nos ha permitido conocer un poco más del ciclo de vida de las Galaxias que, al igual que todos los seres vivos, pasan por etapas de desarrollo, lo que brinda sentido a los posibles orígenes del Universo.

https://youtu.be/jeXOIZxyYig

Pregunta de Investigación

¿Los cuásares son estrellas?

Planteamiento del Problema

Los cuásares son puntos más luminosos de la galaxia, pero son poco conocidos, con masas mayores a nuestro sol y asociados a los agujeros negros. Conocer cómo se forman y si son o no estrellas nos puede ayudar a saber cómo se formó el Universo.

Antecedentes

Los cuásares son objetos celestes que por más de treinta años han cautivado e intrigado a los astrónomos. El primer cuásar se descubrió en 1960, pero fue hasta 1963 cuando los astrónomos comprendieron lo que estaban viendo.

Según nos narra Dultzin (2002), el objeto encontrado tenía la apariencia de una débil estrellita azul, pero desde el principio se sospechó que no se trataba de una estrella ordinaria, ya que fue detectada porque emitía señales de radio. Después esa señal fue identificada como un objeto visible, como una gran emisión de luz, mucho mayor a la de una estrella.

El primer cuásar detectado en el mundo se analizó a través de una de las técnicas más usadas en la Astronomía para estudiar la luz de los objetos en el Universo llamada espectroscopia, mediante la cual se puede descomponer la luz blanca, la que miramos en el día, y analizar por separado los diferentes colores (medidos en longitudes de onda o frecuencia) que la componen.

 

 

Fig. 1 El espectro de la luz blanca se descompone en otros colores con la espectroscopia.

Al analizar el espectro del primer cuásar quedó de inmediato claro que no se parecía a ningún cuerpo celeste conocido hasta entonces, mucho menos a una estrella, ya que este mostraba una emisión de energía a una gran distancia, la cual se representaba por un corrimiento al rojo (lo que mide la distancia de un objeto en el espacio) del espectro.

Gracias a ello hoy sabemos que los cuásares son los objetos más lejanos del universo.

El nombre de ese primer cuásar se llama 3C273, y parecía una estrellita azul, pero ¡muy azul!, como notarás en la siguiente imagen.

Fig. 2 El cuásar 3C 273, primero en ser estudiado.

A pesar de su distancia, los cuásares son muy brillantes, esto se debe a que en su centro tienen un agujero negro súper masivo.

 La materia que alimenta al agujero negro súper masivo, genera una energía muy fuerte antes de caer en él, por eso es que la energía y luz que emite es muy fuerte.

Fig. 3 Primera imagen de un agujero negro, se puede ver el horizonte de sucesos iluminado, Créditos: Proyecto Event Horizon Telescope

Pero, aunque son muy brillantes, debido a su gran distancia a la Tierra, no se puede ver ningún cuásar a simple vista. A la energía de los cuásares le toma miles de millones de años alcanzar la atmósfera terrestre. Por esta razón, el estudio de los cuásares puede darles a los astrónomos información sobre las primeras etapas del universo.

Fig. 4. Cuásar FUENTE; NASA

El nombre cuásar es una castellanización de la palabra en inglés quasar, formado por las siglas: quasi – stellar radio sourse, es decir, “fuente de radio cuasi-estelar”

Objetivo

  • Dar a conocer qué es un cuásar para saber si es una estrella.

Justificación

Elegí este tema porque me gusta conocer acerca del Universo y conocer de los cuásares puede ayudar a entender cómo se formó la energía que habita en él.

 

Hipótesis

  • Si los cuásares son puntos luminosos en el universo entonces son estrellas.

Método (materiales y procedimiento)

Investigación documental

Para conocer un poco más sobre los Cuásares visité bibliotecas virtuales y repositorios de revistas digitales de corte científico donde encontré artículos interesantes sobre los cuásares.

Con esta revisión de fuentes documentales electrónicas, aprendí los conceptos de:

  • Cuásar

La palabra cuásar proviene del inglés “quasar” que significa quasi-stellar radio source, es decir, fuente de radio cuasi-estelar.

Los cuásares emiten:

  • ondas de radio,
  • rayos-X,
  • rayos gamma,
  • luz ultravioleta y
  • luz visible.

 

  • Agujero negro

Núcleo remanente de una estrella súper masiva después de convertirse en supernova. Los agujeros negros ejercen una tremenda atracción gravitacional.

  • Año luz

Distancia que puede viajar la luz en un año, y es igual a 9.500.000.000.000 kilómetros o 300 000 kilómetros por segundo.

Un cuásar tiene aproximadamente 1 kiloparsec de ancho, es decir 1000 parsecs. Un parsec es igual a 3.26 años luz. Entonces un cuásar puede tener 3260 años luz, es decir, 978 000 000 kilómetros.

  • Astrofísica

Rama de la Astronomía que se dedica a estudiar la física de los fenómenos estelares.

  • Astrónomo

Una persona experta en el estudio del Sol, la Luna, las estrellas, los planetas, y otros objetos espaciales.

  • Galaxias y su desarrollo

  • Investigación de campo

Con la intención de conocer más sobre el tema consultamos a la Dra. Erika María Benítez Lizaola, especialista de la Universidad Nacional Autónoma de México, quién nos brindó una entrevista sobre los cuásares.

Fig. 5 Dra. Erika María Benítez Lizaola. FUENTE: Instituto de Astronomía, UNAM.

La Dra. Benítez es una especialista en variabilidad de núcleos activos de galaxias, en particular ha trabajado con galaxias tipo Seyfert, blázares y, nuestro tema a desarrollar, cuásares.

Conocerla fue muy emocionante, ya que pertenece al cuerpo profesores e investigadores en las áreas astrofísica y astronomía de la UNAM.

Le realicé las siguientes preguntas:

  1. ¿Qué es un cuásar?
  2. ¿Cómo se descubrieron los cuásares?
  3. ¿Por qué es importante estudiar los cuásares?
  4. ¿Cómo se forman los cuasares?
  5. ¿Cómo se miden los cuasares?

 

Galería Método

Resultados

La Dra. Benítez nos brindó las siguientes respuestas:

  • ¿Qué es un cuásar?

Los cuásares son centros de galaxias que están lejísimos de nuestro sistema solar a miles de millones de años luz.

La palabra fuente que emite las bandas de radio, pero tiene una apariencia de una estrella muy luminosa. Los cuásares son muy brillantes porque en el centro tienen un agujero negro súper masivo

El agujero negro requiere alimentarse de gas, de polvo y de estrellas que están a su alrededor.

  • ¿Cómo se descubrieron los cuásares?

Los cuásares se descubrieron por su emisión de bandas de radio, los astrónomos al estudiar el universo se dieron cuenta de las emisiones de radio y que su apariencia era una luz similar a una estrella, pero al pasar el tiempo unos astrónomos apuntando sus telescopios a coordenadas se dieron cuenta que eran centros de galaxias.

  • ¿Por qué es importante estudiar los cuásares?

Los cuásares son una fase en la vida de las galaxias ya que no todo el tiempo están tragando energía, aún no se sabe por qué los agujeros negros comienzan a comer

Los cuásares representan una fase de la evolución de las galaxias, para su formación existen varias teorías, una de ellas que las galaxias nacen de un agujero negro semilla, para posteriormente convertirse en una galaxia.

Los cuásares duran más o menos 10 000 000 millones de años, y se representarían en comparación en la vida humana, a la etapa de la adolescencia, cuando nos alimentamos mucho y estamos efervescentes.

  • ¿Cómo se forman los cuásares?

Es posible que todas las galaxias puedan contener en su origen un agujero negro semilla, que, en su evolución en el tiempo, al encontrarse en el universo a otras galaxias pueden llevar material o energía al centro y encenderse, vía fusiones galácticas.

Fig. 7 Cuásar y su agujero negro súper masivo.

 

  • ¿Cómo se miden los cuásares?

Los astrónomos miden los cuásares a través del brillo central con telescopios porque están tan lejos que no pueden medir sus dimensiones, el brillo del cuásar puede ser quizá de las dimensiones de nuestro sistema solar, pero a una distancia enorme.

Galería Resultados

Discusión

La investigación documental y de campo me permitieron conocer las características de un cuásar y notar la diferencia de estos con las estrellas.

Conclusiones

La hipótesis que planteé no fue correcta, los cuásares son puntos muy luminosos en el Universo, pero no son estrellas, sino un objeto estelar que emite enormes cantidades de energía y luz debido a que en su centro vive un agujero negro súper masivo que lo nutre. Los estudios sobre los cuásares han permitido a los astrónomos conocer un poco más sobre la evolución de las galaxias y gracias a ello comprender un poco más el Universo.

Bibliografía

Fuentes bibliográficas:

  • Dultzin, D. (2009) Cuásares y núcleos activos de galaxias. Ciencias, Núm. 95, julio-septiembre, 2009, pp. 54-61 Universidad Nacional Autónoma de México: México. Consultado en:  http://www.redalyc.org/pdf/644/64412117010.pdf

 

 

 

Vídeos:

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography