Agencias, Ciudad de México.- Astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian proponen usar quásares como una nueva baliza de referencia para extender la escala de distancias a tiempos anteriores en la historia cósmica.
Los cuásares conocidos más distantes se han detectado en una era de solo unos setecientos millones de años después del Big Bang, ampliando drásticamente el rango de corrimientos al rojo de estas balizas, conocidas astrofísicamente como ‘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 quásares son diferentes de los de las superbovas, proporcionando medidas completamente independientes de los parámetros cosmológicos, según los autores, que publican resultados en arXiv.
En 1929, Edwin Hubble publicó observaciones de que las distancias y velocidades de las galaxias están correlacionadas, con las distancias determinadas utilizando sus estrellas Cefeidas. La astrónoma de Harvard Henrietta Swan Leavitt había descubierto que una estrella Cefeida varía periódicamente con un período 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 épocas anteriores de la historia cósmica, los astrónomos han utilizado supernovas, las muertes explosivas de estrellas masivas, que pueden ser visto a distancias mucho mayores.
Al comparar el brillo observado de un SN con su brillo intrínseco, basándose en su clasificación, los astrónomos pueden determinar su distancia; comparar 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, debido a su uniformidad cósmica, son las llamadas supernovas de “Tipo Ia”, que se cree que son “velas estándar”, todas con el mismo brillo intrínseco. Sin embargo, incluso las supernovas se vuelven más difíciles de estudiar de esta manera a medida que se encuentran más lejos; Hasta la fecha, la supernova de Tipo Ia más distante con una determinación de velocidad confiable data de una época de unos 3.000 millones de años después del Big Bang.
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 quásares distantes, más del 85% de la edad del Universo, volviéndose aún más estricta en épocas anteriores. La implicación es que estas dos cantidades pueden determinar la distancia de cada cuásar, y esas distancias pueden usarse para probar modelos cosmológicos.
The Chandra view of the relation between X-ray and UV emission in quasars [GA] https://t.co/FEMPm43RRi pic.twitter.com/y5PG0WqO0Y
— arXiver (@arXiver) September 9, 2021
