Quasar

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http://outreach.jach.hawaii.edu/pressroom/2003_distantquasar/ 

modelo=5

          Os quasares, cujo nome vem de "Quasi Stellar Radio Sources", foram descobertos em 1961, como fortes fontes de rádio, com aparência ótica aproximadamente estelar, azuladas.

          Mais provavelmente são galáxias com buracos negros fortemente ativos no centro, como proposto em 1964 por Edwin Ernest Salpeter (1924-) e Yakov Borisovich Zel'dovich (1914-1989). 

          São objetos extremamente compactos e luminosos, emitindo mais do que centenas de galáxias juntas, isto é, até um trilhão de vezes mais do que o Sol. São fortes fontes de rádio, variáveis, e seus espectros apresentam linhas largas com efeito Doppler indicando que eles estão se afastando a velocidades muito altas, de até alguns décimos da velocidade da luz. O primeiro a ter seu espectro identificado foi 3C 273, por Maarten Schmidt (1929-), em 1963. Este quasar tem magnitude aparente V=12,85, mas magnitude absoluta estimada de MV = - 26,9.  Pelo módulo de distância, r=891 Mpc.         
3c279.epsf

          Imagem no ótico do quasar 3C 279, obtida com o Canada-France-Hawaii Telescope de 3,6 m de diâmetro. O quasar tem magnitude aparente V=17,75 e magnitude absoluta estimada de MV=-24,6. O nome vem do fato de ser o objeto número 279 do terceiro catálogo de rádio fontes de Cambridge. Pelo módulo de distância, r=2,951 Gpc

 

quasar.epsf

          Modelo de um quasar, com um buraco negro no centro, um disco de acresção em volta deste, e jatos polares.

          No modelo mais aceito, o buraco negro central acreta gás e estrelas da sua vizinhança, emitindo intensa radiação enquanto a matéria se acelera, espiralando no disco de acresção, e parte da matéria é ejetada por conservação de momento angular. Quando o buraco negro consumir toda matéria circundante, ele cessará de emitir.

          Hoje o modelo mais aceito é que os quasares são buracos negros com massas de 1 milhão a 1 bilhão de vezes a massa do Sol localizados no núcleo de galáxias ativas.

 

 

redshift

O espectro do quasar 3C 273 no ótico e infravermelho próximo é dominado pelas linhas do hidrogênio em emissão e deslocadas para o vermelho (redshifted) por efeito Doppler. Por exemplo, a linha H$\beta$ está deslocada de 4861Å para 5630Å.

 

quasares


Imagens obtidas por John Bahcall e Mike Disney com o Telescópio Espacial Hubble, da NASA, mostrando que os quasares ocorrem tanto em galáxias normais quanto em galáxias perturbadas. Por exemplo:

  • PG 0052+251 (canto esquerdo superior), a 1,4 bilhões de anos-luz da Terra, reside em uma galáxia espiral normal; 

  • PHL 909, a 1,5 bilhões de anos-luz (canto inferior esquerdo), em uma galáxia elíptica; 

  • IRAS04505-2958, PG 1212+008, Q0316-346 e IRAS13218+0552, em vários tipos de galáxias em interação.

 
fotoz=5

Um dos quasares mais distantes tem deslocamento para o vermelho (redshift) z=5,0 e foi descoberto pelo Sloan Digital Sky Survey em 1998. Abaixo estão sua foto e seu espectro.
z=5,5

Mais recentemente Daniel Stern (JPL), Hyron Spinrad (Berkeley), Peter Eisenhardt (JPL), Andrew Bunker (Cambridge), Steve Dawson (Berkeley), Adam Stanford (Davis,IGPP) e Richard Elson (Florida) descobriram o quasar RD300 com z=5,5, utilizando o 4m do KPNO, o 5m do Palomar e os 10m dos Kecks.

Para os quasares precisamos usar a fórmula relativística do efeito Doppler para medir a velocidade através do avermelhamento z:

z\equiv \frac{\Delta \lambda}{\lambda_0} = \frac{v}{c}\cos \theta (\frac{1}{1-\frac{v^2}{c^2}})

onde $ \theta$ é o ângulo entre o vetor velocidade e a linha de visada.

 

Como os deslocamentos para o vermelho (redshifts) dos quasares são em geral grandes, $ z\equiv\frac{\Delta \lambda}{\lambda}$, precisamos utilizar a fórmula do deslocamente Doppler relativístico para calcular sua velocidade. Por exemplo, um quasar que tem deslocamento Doppler $ \frac{\Delta \lambda}{\lambda}=5$ indicaria uma velocidade de 5 vezes a velocidade da luz, se utilizarmos a fórmula do deslocamento Doppler não relativístico, $ \frac{v}{c}=\frac{\Delta \lambda}{\lambda}$. 

Mas o deslocamento Doppler relativístico é dado por:

$z\equiv\frac{\Delta \lambda}{\lambda}=\sqrt{\frac{((1+v/c)}{(1-v/c)}}-1$

de modo que a velocidade é dada por:

 $\frac{v}{c}=\frac{(1+z)^2-1}{(1+z)^2+1}$

z=6,4

Em janeiro de 2003, Xiaohui Fan, Michael Strauss, Eva Grebel, Don Schneider e colaboradores do Sloan Survey divulgaram o mais distante quasar até agora, com z=6,4, que representa o Universo quando este tinha somente 800 milhões de anos.

 

LINKs:

http://outreach.jach.hawaii.edu/pressroom/2003_distantquasar/quasar_simonnet.jpg

http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/fis2003/quasares/quasares.htm 

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