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El modelo unificado de galaxias activas

 

El modelo unificado de galaxias activas

La radiación potente de las galaxias de núcleo activo, galaxias de Seyfert, radiogalaxias, blazars y quásares se explica por la presencia en su centro de un agujero negro supermasivo y un disco de acreción. ¿Pero cómo explicamos los diferentes tipos de galaxias observadas? Se trata simplemente de una consecuencia de la presencia de un cinturón opaco en torno al agujero negro y la posición de la Tierra con relación a este cinturón.

 

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Vista artística del centro de una galaxia activa. El agujero negro central está rodeado de un disco de gas caliente y de un cinturón enorme y más frío de gas y de polvos. Percibimos también dos chorros de partículas energéticas. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss

Un cinturón espeso de gas y polvo

El disco de acreción está rodeado por una región en la cual se encuentran numerosas nubes de gas. Estas nubes están en órbita alrededor del centro y giran muy rápidamente. Las líneas están sometidas por el efecto Doppler a un desfase que depende de la velocidad. Cuando se analiza la luz del conjunto de las nubes, el espectro final es la superposición de numerosas líneas finas desfasadas unas con relación a las otras, lo que se traduce en una ampliación. Son estas líneas anchas de emisión que se observan en las galaxias de Seyfert tipo 1.

Rodeando la zona de las nubes rápidas, pero localizado en el plano del disco de acreción, se encuentra un cinturón de gas y polvo muy espeso, con un diámetro estimado en aproximadamente diez mil veces la distancia Tierra-sol. Este cinturón es opaco a la luz visible o ultraviolada. Impide la radiación del disco de acreción y la de las nubes rápidas propagarse en el plano del sistema. Es este cinturón opaco que al bloquear la luz en algunas direcciones es el origen de las diferentes clases de galaxias activas.

Las regiones que se encuentran en las direcciones perpendiculares al plano del disco no están afectadas por el cinturón. Están pobladas de nubes de gas que orbitan alrededor del agujero negro a una distancia del orden del centenar de años-luz. Estas nubes están alejadas, así pues, relativamente lentas. El efecto Doppler es bajo y sus líneas de emisión quedan muy finas.

Por fin, en estas mismas regiones, aparecen los chorros de materia. Se trata de partículas muy energéticas que provienen de regiones próximas al agujero negro, que se escapan a lo largo del eje de rotación del sistema. Dan origen a chorros muy finos que pueden alcanzar longitudes extraordinarias, a veces más de un millón de años-luz. Estas partículas altamente energéticas son la causa de la radiación sincrotrón de radio de algunas galaxias activas.

 

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El modelo unificado por las galaxias activas: el tipo de galaxia observado depende de nuestro ángulo de observación.

 

La posición de la Tierra con relación al cinturón opaco

Cuando un observador terrestre se encuentra en el plano del cinturón de gas y polvo, no puede ver la radiación de las partes centrales. El núcleo es entonces invisible, y sólo aparecen los chorros de partículas energéticas y la emisión sincrotrón asociada: el observador ve una radiogalaxia.

Al contrario, si el observador se encuentra en la dirección del eje de rotación, ve una fuente casi puntual y chorros de materia paralelos a la línea de visión: es un blazar.

En la situación intermedia, el observador percibe a la vez la parte central y los chorros. Se trata entonces de un quásar o de una galaxia de Seyfert. La diferencia entre estos dos tipos es una cuestión de potencia. Las galaxias de Seyfert probablemente son versiones moderadas de los quásares, con una producción de energía cien veces más baja.

El modelo unificado también explica la distinción entre los dos tipos tipos de galaxias de Seyfert. Para el tipo 1, la Tierra se encuentra cerca de la dirección perpendicular al plano del sistema, lo que nos permite ver directamente el núcleo y todas nubes que lo rodean. Para el tipo 2, la Tierra se encuentra cerca del plano y sólo podemos observar las nubes lentas en el exterior del cinturón. La diferencia en el resplandor del núcleo viene, pues, simplemente por el hecho de que éste sea visible o escondido.

En cuanto al aspecto del espectro, es también fácil de comprender. Para las galaxias de tipo 1, vemos todas las nubes, rápidas o lentas, por lo tanto, líneas finas y anchas a la vez. Para las galaxias de tipo 2, podemos observar sólo las nubes externas, las que giran lentamente y cuyas líneas son más finas.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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