Astrofísicos se ponen gafas 3D para observar cuásares

Un equipo de investigadores de Rusia y Grecia ha mostrado una forma de determinar los orígenes y la naturaleza de la luz del cuásar por su polarización.

El nuevo enfoque es análogo a la forma en que las gafas de cine producen una imagen en 3D al alimentar cada ojo con la luz de una polarización particular: ya sea horizontal o vertical.

Los autores del estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society lograron distinguir entre la luz proveniente de diferentes partes de los cuásares, sus discos y chorros, al discernir sus distintas polarizaciones.

Los núcleos galácticos activos, también conocidos como cuásares, son agujeros negros masivos con materia en órbita a su alrededor. Emiten dos chorros de plasma dirigidos en sentido opuesto que viajan al espacio cerca de la velocidad de la luz.

Cualquier agujero negro masivo tiene materia orbitando a su alrededor, cayendo lentamente hacia él y emitiendo luz. Este asunto forma lo que se conoce como un disco de acreción. Debido a un mecanismo que aún no se comprende completamente, parte de la materia que se aproxima al agujero negro se escapa.

Se acelera a velocidades tremendas y se expulsa a lo largo del eje de rotación del agujero negro en forma de dos chorros simétricos de plasma caliente. Cuando se observa un cuásar, la radiación captada por un telescopio proviene de los chorros, el disco de acreción y también de las estrellas, el polvo y el gas en la galaxia anfitriona.

Para estudiar los núcleos galácticos, los investigadores usan una variedad de telescopios. Investigaciones anteriores habían demostrado que las partes de un cuásar emiten dos tipos diferentes de luz, técnicamente denominada luz claramente polarizada.

La mayoría de los telescopios operan en el rango óptico y ven un núcleo galáctico como un pequeño punto lejano. No pueden decir de qué parte del cuásar proviene la luz y hacia dónde apunta el chorro si resulta ser la fuente de luz. Todo lo que puede hacer un telescopio óptico es medir la polarización de la luz, que se ha demostrado que contiene pistas sobre los orígenes de esa radiación.

Los radiotelescopios ofrecen una resolución mucho mejor y producen una imagen que revela la dirección del chorro. Sin embargo, estos telescopios no captan radiación de la región central más interesante, que incluye el disco de acreción.

Por lo tanto, los astrofísicos tuvieron que combinar las fuerzas de ambos tipos de telescopios para obtener una vista detallada de los quásares.

Yuri Kovalev, quien dirige el Laboratorio MIPT de Investigación Fundamental y Aplicada de Objetos Relativistas del Universo, comentó en un comunicado: "El hecho de que la radiación de chorro estaba polarizada era conocida. Combinamos los datos obtenidos por radio y telescopios ópticos, y demostramos que la polarización es dirigido a lo largo del chorro. La conclusión de esto es que el plasma caliente debe moverse en un campo magnético que se enrolla como un resorte".

Pero hubo algo más. "Resultó que al medir la polarización de la luz captada por el telescopio, podemos determinar qué parte de la radiación proviene del chorro y determinar su dirección", dijo otro coautor del estudio, Alexander Plavin de MIPT. "Esto es análogo a cómo las gafas 3D permiten que cada ojo vea una imagen diferente. No hay otra forma de obtener dicha información sobre el disco y el chorro con un telescopio óptico".

Los hallazgos son importantes para modelar el comportamiento de los agujeros investigadores.