Clase#19 AGN, cuasares y materia oscura
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AS2001:AstronomíaGeneral Clase#19 AGNs,RadioGalaxiasyCuasares • Profesor:JoséMazaSancho • 18Junio,2016 CuasaresyotrosNúcleosGalácAcos AcAvos(AGNs) • Laradiofuente3C273fuedescubiertaen1960 eidenBficadacomouncuasaren1963. • Esunaradiofuentedeltercercatálogode Cambridge(3C)queesunobjeto“cuasi” puntual. RadiogalaxiaVirgoA enelnúcleodela galaxiaMessier87. Desunúcleosaleunjet semejantealqueBene elcuasar3C273 Imagenprofundadeuncuasar querevelaqueseencuentraalojado enunagalaxiaespiral. Laluzdeloscuasaresprovienede laperiferiadeunhoyonegro supermasivodeunoscienmillones demasassolares. • CarlSeyfert1943estudióunadocenadegalaxias conlíneasdeemisiónanchasensusnúcleos. • AesasgalaxiasselasllamahoyGalaxiasSeyfert. • Elastro]sicoarmenioMarkarianpublicóunaslistas conmásdemilgalaxiasconespectrosmuyazules (conexcesosultravioletas),aparBrde1967.Selas llamaahoraGalaxiasMarkarian. • LosastrónomoKhachikian&Weedmanestudiaron, en1971,variasdocenasdegalaxiasMarkarian, entreellasmuchasdeBpoSeyfert. • Khachikian&Weedmandividieronlasgalaxias SeyfertendeBpo1y2(Seyfert1&Seyfert2). GalaxiaSeyfertBpo1:poseeintensas líneasdeemisión;lalíneaHβesmás anchaquelaslíneasdel[OIII] GalaxiaSeyfertBpo2:poseeintensas líneasdeemisión;lalíneaHβesigual deanchaquelaslíneasdel[OIII] • LaslíneasdelHidrógenoseproducenenun gasdenso(N>106parkculas/cm3)dondeel gasesmuyturbulentooestáenfuerte rotación,locualensanchalaslíneas. • Laslíneasde[OIII](Oxígenodosveces ionizado)seproducenennubesdebaja densidad(N<106parkculas/cm3)queBenen menosrotaciónymenosturbulencia. Radiogalaxias • Enlosaños50sedescubrieronfuentesde radioqueseasociaroncongalaxias. • Cuandolaradiofuenteesmuyintensaysu energíaigualaosuperalaemiBdaporla galaxiaenelópBcoselasllamóradiogalaxias. • Lasgalaxiasordinarias(espiralesoelípBcas) emitenmuypocoenondasderadio. • Lasradiogalaxias,engeneral,sonmáselípBcas queespirales. • Muchasradiogalaxiaspresentanlíneasdeemisiónen suespectroyellassonanchas(queindicangrandes velocidades,hastade10.000km/s). • LasradiogalaxiasBenenlíneassimilaresalasgalaxias SeyfertyselaspuedecategorizarcomodeBpo1ode Bpo2,dependiendodelanchodesuslíneasycomose comparalalíneadeHβcon[OIII]. • LoscuasaressoncasosextremosdegalaxiasSeyfert1 oradiogalaxiasBpo1. • UnnúcleoSeyfertpuedetenerunaluminosidadentre 10%hasta50%delagalaxiasanfitriona;uncuasar puedellegara100xlaluminosidaddelagalaxia anBfriona. RadioGalaxias ¿Cualeslafuentedeenergíadelos cuasaresylosAGNs? • Unhoyonegrosupermasivo • GalaxiasSeyfert:masadelhoyonegrocentral: M~107Moa108Mo(Mo=masasolar) • Cuasares:masadelhoyonegrocentral:M~108 Moa109Mo • η~0.1(10%)E=mc2 • Laluminosidaddeuncuasarseexplicasicaeal hoyonegrounamasasolarporañoyelhoyo negroBene108Mo(conunaeficienciadel10%). • Paradójicamenteunhoyonegrosupermasivo puedeserlamenormaneradetransformar masaenenergía.Sicaeunkilógramodemasa alhoyonegro,900gramostransponenel horizontedeeventosy100gramosson converBdosenenergía. • Enunestrellarecuerdenquesóloel0,7%dela masadelHidrógenoestransformadoen energíaenlaconversióndeHenHe-4. • LamasadelhoyonegrocentraldeunagalaxiaSeyfert odeuncuasarcorrelacionaconlamasadelbulbodela galaxiaanfitriona. • Lamasadelhoyonegroes1/1000delamasadelbulbo (oenunagalaxiaelípBca,desumasatotal). • Lasgalaxiasmuymasivassonelresultadodela amalgamadegalaxiaspequeñas;loshoyosnegros presentesenelcentrodelagalaxiaspequeñasse debenfundirenunosoloenelproceso. • Quizásenelfuturosepuedandetectarlasondas gravitacionalesquedebenseremiBdascuandose amalgamandoshoyosnegrosdevariosmillonesde masassolares. MateriaoscurayEnergíaoscura • MateriaOscuraeselnombrequeseledaala masacuyaexistenciaseinfiereatravésdesus efectosgravitacionalesperoquenoemite radiacióndetectable. • EnergíaOscuraeselnombrequeseleha dadoalaenergíaasociadaalapresiónque estaríacausandoquelaexpansióndel UniversoseacelereconelBempo.Laenergía oscuraestáasociadaalespaciovacío. Evidenciademateriaoscura • DistribucióndemasaenlaVíaLáctea • Unacurvaderotacióngraficalavelocidad orbitalcomofuncióndeladistanciaalcentro delagalaxia. • LacurvaderotaciónplanadelaVíaLáctea indicaqueunagrancanBdaddemateria oscuraseencuentramásalládelasregiones visiblesdelaGalaxias. • Lamejormaneradehacercurvasderotación esatravésdelaobservaciónenradiodela radiaciónde21cm.delhidrógenoneutro. • Elhidrógenoseobservahastamuchomásallá dellímitevisibledelagalaxia. Halodemateriaoscura QueseexBendehastamucho másalládelhalodeestrellas. MateriaOscuraenotrasgalaxias espirales. • Lamayoríadelasgalaxiasespiralesposeen curvasderotaciónplanas,queindicanquela masadelasgalaxiasaumentahastamásallá deloslímitesvisiblesdelasgalaxias. • Lamateriaoscurarepresentaun80%dela masadelasgalaxias. MateriaOscuraenGalaxiasElípAcas MateriaOscuraenCúmulosdeGalaxias • ÓrbitasdeGalaxiasenCúmulos:Lasvelocidades radialesdelasgalaxiasenuncúmulosonmucho mayoresdeloesperadoporelteoremadelvirial. Sisecalculalavelocidaddeescapedeuncúmulo atendiendolamateriavisible,lamayoríadelas galaxiasenélsemuevenavelocidades superiores.Esoindicaríaqueloscúmulosse estaríandisolviendo. • Medianteobservacionesderayos-Xseencuentra unagrancanBdaddegascalienteenCúmulosde Galaxias. • LentesGravitacionales • LoscúmulosdegalaxiasdeformanelespacioBempoasualrededorproduciendounefecto delentesobrelasluzdelosobjetosqueestán detrásdeloscúmulos. • Loslentesgravitacionales(arcos)permiten esBmarlasmasasdelasgalaxiasyresultanser muysuperioresalasesBmadasaparBrdela materialuminosa. CúmuloAbell1689 ¿Dequépodríaestarhechala MateriaOscura? • • • • MateriaOscuraBariónica MateriaOscurano-Bariónica MateriaOscuraOrdinaria: MACHOs(MassiveCompactHaloObjects) MateriaOscuraExtraordinaria • Lamateriaoscuraengalaxiasnopuedeestar hechadeneutrinos,porqueesasparkculasde muybajamasaviajanporelUniversoa velocidadesenormesypuedenfácilmente escaparsedelpozogravitacionaldelagalaxia. • WIMPs(weaklyinteracBngmassiveparBcles). WIMPssonparkculassubatómicasporloque lode“masivas”esalgorelaBvo. • LosWIMPsselosllamanormalmente “materiaoscurafría”paradisBnguirlosdelos neutrinos. • LosWIMPspuedenconsBtuirlamayorparte delamasadeunagalaxiaodeuncúmulode galaxiasperoseríancompletamenteinvisibles entodaslaslongitudesdeonda. • LosWIMPSsoncomolosneutrinosperomás masivos. FormacióndeEstructuras • ¿Cuáleselpapeldelamateriaoscuraenla formacióndelasgalaxias? • ¿Cuálessonlasmásgrandesestructurasenel Universo?
