Galaxia activa para niños
Una galaxia se considera activa cuando una gran parte de la energía que emite no proviene de sus componentes habituales, como las estrellas, el polvo o el gas entre estrellas. Esta energía extra se libera en forma de radiación electromagnética (luz y otros tipos de ondas).
A menudo, se usa el término núcleo activo de galaxia (AGN, por sus siglas en inglés) para describir este tipo de objetos. Esto se debe a que la energía de estas galaxias parece venir de una zona muy pequeña y brillante en su centro. A veces, esta región central lanza chorros de partículas que viajan muy lejos, haciendo que se vea emisión en zonas más grandes. Sin embargo, la fuente principal de toda esa energía siempre es la región central.
El modelo más aceptado por los científicos explica que diferentes tipos de objetos, como las galaxias Seyfert, los cuásares y los blazares, son en realidad el mismo tipo de galaxia activa. La razón por la que se ven diferentes es el ángulo desde el que los observamos desde la Tierra.
Galaxia Activa: Un Centro Brillante en el Universo
¿Qué Hace a una Galaxia Activa?
Según el modelo unificado, la energía de una galaxia activa se produce cuando materia (gas y polvo) cae hacia un agujero negro supermasivo. Estos agujeros negros son gigantes, con una masa que puede ser entre un millón y mil millones de veces la masa de nuestro Sol.
Cuando el material cae, forma un disco de acreción alrededor del agujero negro. Esto ocurre porque el material gira y no cae directamente. La fricción dentro de este disco calienta el material, convirtiéndolo en un estado llamado plasma. Este proceso es muy eficiente para convertir la materia en energía.
Se cree que una galaxia activa deja de emitir tanta energía y se convierte en una galaxia normal cuando el agujero negro ha consumido todo el gas y polvo a su alrededor. Esta idea se apoya en que se han encontrado agujeros negros supermasivos inactivos en el centro de nuestra Vía Láctea y otras galaxias cercanas. También explica por qué los cuásares eran mucho más comunes en el universo temprano.
Las galaxias activas se dividen en dos grupos: las que brillan mucho cuando se observan con un radiotelescopio (llamadas "radio-loud AGN") y las que no (llamadas "radio-quiet AGN").
El Poder del Agujero Negro Supermasivo
Los científicos creen desde hace mucho tiempo que las galaxias activas se alimentan de la materia que cae en agujeros negros muy grandes. Estos agujeros negros pueden ser de 10 millones a 10 mil millones de veces más masivos que el Sol. Las galaxias activas son muy compactas y extremadamente brillantes.
La caída de materia puede convertir la energía potencial y de movimiento en radiación de manera muy eficiente. Un agujero negro masivo puede emitir mucha luz, lo que explica el brillo constante que se observa. Hoy en día, se piensa que la mayoría de las galaxias grandes tienen agujeros negros supermasivos en sus centros.
¿Cómo Funciona el Disco de Acreción?
En el modelo más común de una galaxia activa, el material frío que está cerca de un agujero negro forma un disco de acreción. Dentro de este disco, el material se mueve hacia el agujero negro y el momento angular se aleja, lo que calienta el disco.
La luz que emite un disco de acreción es más fuerte en las ondas ópticas y ultravioletas. Además, por encima del disco se forma una "corona" de material muy caliente que puede producir rayos X. La radiación del disco de acreción también calienta el material frío cercano al agujero negro, haciendo que este material emita luz en ciertas líneas de emisión.
Los Chorros de Energía: Jets Relativistas
Algunos discos de acreción producen dos chorros de partículas muy rápidos y concentrados. Estos chorros salen en direcciones opuestas desde cerca del disco. La dirección de los chorros depende de cómo gira el disco o el agujero negro.
No se sabe exactamente cómo se forman estos chorros ni de qué están hechos a escalas muy pequeñas. Los chorros se ven más claramente en las ondas de radio, donde se puede estudiar la radiación que emiten. Sin embargo, también emiten energía en todas las longitudes de onda, desde la radio hasta los rayos gamma.
Descubriendo las Galaxias Activas: Un Poco de Historia
En 1909, Edward A. Fath descubrió líneas de emisión en el espectro de una "nebulosa espiral" llamada NGC 1068. Esto era inusual, ya que las galaxias suelen mostrar líneas de absorción. Otros astrónomos como Vesto Slipher y Milton Humason también notaron estas líneas extrañas en los núcleos de algunas galaxias.
En 1943, Carl Seyfert descubrió que algunas galaxias tienen un núcleo muy brillante que es la fuente de estas líneas de emisión. Este fue el primer estudio sistemático de este tipo de galaxias. Las líneas de emisión eran muy anchas, lo que Seyfert explicó por el Efecto Doppler. Esto significaba que el gas en el núcleo se movía a velocidades muy altas, hasta 8500 km/s, mucho más rápido que las estrellas en una galaxia normal. A estas galaxias se les llamó galaxias Seyfert.
En los años 50 y 60, las galaxias activas se volvieron muy importantes en la astronomía. Con el desarrollo de la radioastronomía, los científicos comenzaron a buscar fuentes de radio en el cielo. En 1954, se identificaron ópticamente fuentes como Cyg A y Cas A, que resultaron ser galaxias muy distorsionadas que emitían muchísima energía en ondas de radio.
Más tarde, se descubrieron galaxias con núcleos muy brillantes en ondas de radio, a las que llamaron "radio estrellas". Después de comprobar que eran fuentes fuera de nuestra galaxia, se les dio el nombre de cuásares. Estos cuásares eran galaxias muy lejanas, similares a Cyg A.
En 1965, Allan Sandage encontró muchos objetos que, aunque no emitían mucha radio, se parecían a los cuásares en otros aspectos. Estos objetos emitían mucha luz ultravioleta y se les conoció como QSO (Objetos Cuasi-Estelares). Se encontró una relación entre estos objetos lejanos y las galaxias Seyfert. Con el tiempo, se descubrieron otros tipos de galaxias activas, como las BL Lac y las LINERs. Todas estas características comunes llevaron a la idea de que todos estos objetos diferentes tenían un origen similar, agrupándolos bajo el concepto de AGN.
¿Cómo Reconocemos una Galaxia Activa?
No hay una única señal para identificar una galaxia activa, pero aquí te mostramos algunas características que los científicos usan:
- Emisión de luz visible desde el núcleo: Se ve cuando podemos observar directamente el disco de acreción. Los chorros también pueden contribuir a esta luz.
- Emisión de luz infrarroja desde el núcleo: Esto ocurre cuando el disco de acreción y su entorno están ocultos por gas y polvo, que absorben la luz y la reemiten en infrarrojo.
- Líneas de emisión ópticas anchas: Vienen del material frío cerca del agujero negro central. Son anchas porque el material se mueve muy rápido alrededor del agujero negro, causando cambios en la luz emitida (efecto Doppler).
- Líneas de emisión ópticas estrechas: Provienen de material frío más lejano, por lo que son más delgadas que las líneas anchas.
- Emisión continua de radio: Siempre es causada por un chorro de partículas.
- Emisión continua de rayos X: Puede venir de un chorro o de la corona caliente del disco de acreción.
- Emisión de líneas de rayos X: Es el resultado de que los rayos X iluminen elementos pesados fríos, haciendo que emitan sus propias líneas de rayos X. La más conocida es la del hierro.
Galería de imágenes
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Telescopio espacial Hubble Imagen de un chorro de 5000 años-luz de longitud que está siendo eyectado del núcleo activo de la galaxia M87 (una radiogalaxia). La radiación de sincrotrón del chorro (azul) contrasta con la luz estelar de la galaxia albergadora (amarillo). Crédito: HST/NASA/ESA
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UGC 6093 está clasificada como una galaxia activa, lo que significa que alberga un núcleo galáctico activo.
Véase también
- Objeto astronómico
- Galaxia elíptica M87
- Agujero negro
- Chorros de partículas
- Rayo cósmico
