Los albores de la radioastronomía y el descubrimiento de 3C273

Allá por el año 1933, un joven físico llamado Karl Jansky de 27 años de edad, trabajando para los Laboratorios Bell en un proyecto para detectar las fuentes de ruido que producían las interferencias en las transmisiones de voz por radio, originó una auténtica revolución en la observación del Universo. Construyendo una antena de 30 metros de longitud que se podía orientar en todas las direcciones mediante un sistema de ruedas, consiguió detectar varios tipos de señales que podían interferir en las comunicaciones por radio. Uno de estos tipos de señales era el originado por las tormentas eléctricas, pero el otro tenía un origen desconocido y sorprendentemente, su dirección de procedencia se correspondía con el centro de la Vía Láctea en la constelación de Sagitario.

 

Antena construida por Karl Jansky.

 

En los años cuarenta, el ingeniero Grote Reber que era un gran radioaficionado y astrónomo amateur, se interesó por el descubrimiento realizado años atrás por Karl Jansky. Este interés, le llevó a construir un nuevo radiotelescopio más sofisticado, gracias al cual completaría el primer mapa radioeléctrico del cielo con tres fuentes principales de radio: el centro de la Vía Láctea, la constelación del Cisne (Cygnus A) y la constelación de Casiopea (Cassiopeia A).

 

Mapa radioeléctrico del cielo elaborado por Grote Reber

 

No sería hasta después de la Segunda Guerra Mundial cuando dentro de la comunidad científica despertaría el interés generalizado por la radioastronomía, propiciando el auge de los radiotelescopios. A través de estos se fueron descubriendo diversas fuentes de radio que parecían provenir, en algunos casos, de restos de supernovas, y en otros, de galaxias distantes. Un ejemplo de estas últimas era Cygnus A, una galaxia de aspecto extraño y situada a unos 600 millones de años luz.

 

Imagen en falso color de la radiogalaxia Cygnus A, en la que se aprecian los jets y lóbulos originados por esta radiogalaxia. En color rojo se muestran las regiones donde la emisión de ondas de radio es más alta, y en azul aquellas en las que es más baja. Créditos: NRAO/AUI.

 

Este rápido desarrollo de la radioastronomía a partir de la finalización de la Segunda Guerra Mundial, condujo también al descubrimiento de algunas misteriosas fuentes de radio que en el óptico parecían estrellas muy débiles, y a las que se les denominaría con la palabra quasar (1), abreviatura de las palabras quasi stellar.

Cuando se analizó el espectro de luz procedente de algunos de estos extraños objetos, la sorpresa fue mayúscula, puesto que no se había visto nada parecido hasta entonces. Algunos científicos, llegaron a pensar que podían existir diferentes elementos químicos en el Universo de los que hasta entonces eran conocidos.

No sería hasta 1963, cuando Maarten Schmidt de Caltech analizando el espectro óptico de 3C273, llegaría a reconocer un patrón familiar en sus líneas espectrales. Las líneas del hidrógeno estaban ahí, pero muy desplazadas hacia el rojo. Esto significaba por una parte que el objeto se encontraba a una distancia enorme, y que además se estaba alejando de nosotros a una velocidad considerable.

Este descubrimiento llevó a Schmidt a entender que 3C273 no era un tipo peculiar de estrella dentro de la Vía Láctea, sino que era un objeto extraño a una distancia de más 2.000 millones de años luz. 3C273 se encuentra a una distancia aproximada de 2.400 millones de años luz en la constelación de Virgo y si apuntamos un telescopio de aficionado de tamaño mediano en la dirección apropiada, podremos observarlo como una estrella tenue de magnitud visual 12.9. ¿Qué misterios esconde este tipo de objeto en su interior para que podamos observarlos desde distancias tan enormes?

Hoy en día la hipótesis más plausible sobre el origen del poder energético de un cuásar, es la que defiende que se trata de galaxias en cuyo núcleo se encuentran agujeros negros supermasivos, que se alimentan de materia que gira a su alrededor por medio de un disco de acreción (2).

 

Ilustración que muestra un agujero negro supermasivo en la galaxia NGC 1365. Créditos: NASA.

El agujero negro supermasivo del cuásar 3C273, tiene una masa aproximada de 6.000 millones de masas solares. En comparación, el agujero negro supermasivo SgrA* que se esconde en el núcleo de la Vía Láctea, tiene una masa de unos 4 millones de masas solares.

Hasta que no tuvieron lugar los descubrimientos realizados por Karl Jansky, la observación del Cosmos había tenido una dependencia exclusiva del espectro óptico, y estos hallazgos abrieron una nueva puerta de acceso a lo desconocido por medio de la radioastronomía. Karl Jansky es considerado hoy día el padre de la radioastronomía, aunque no llegó a ser consciente de ello, puesto que pronto le fueron encomendadas otras tareas relacionadas con otros proyectos, a lo que también hay que sumar su fallecimiento a la joven edad de 44 años.

(1) Cuásar en castellano.

(2) Recuerdo a finales de los años 80 cuando leí y vi “Cosmos” de Carl Sagan, uno de los libros y series que consiguieron que muchos de nosotros nos interesáramos por la astronomía, época en la que todavía no se sabía exactamente qué era un cuásar. Por aquel entonces, se barajaban diferentes propuestas, y así lo expresaba el famoso astrónomo y divulgador centífico:

  1. ¿Son versiones monstruo de los púlsares?
  2. ¿Son colisiones múltiples de millones de estrellas densamente empaquetadas en el núcleo galáctico?
  3.  Idea relacionada con la anterior, ¿son galaxias en las que las estrellas están empaquetadas tan densamente, que una explosión de supernova en una estrella arranca las capas exteriores de otra y la convierte también en supernova produciendo una reacción estelar en cadena?
  4. ¿Se producen por la aniquilación mutua de materia y de antimateria?
  5. ¿Es la energía liberada cuando gas, polvo y estrellas caen en un inmenso agujero negro en el núcleo de estas galaxias, agujero negro que quizás es también el resultado de eras de colisión y coalescencia de agujeros negros más pequeños?
  6. ¿Son “agujeros blancos”, la otra cara de los agujeros negros, la caída en embudo y eventual  emergencia ante nuestros ojos de la materia que se pierde en una multitud de agujeros negros, de otras partes del universo, o incluso de otros universos?

Hoy en día se cree que los cuásares son inmensos agujeros negros en el núcleo de las galaxias.

Bibliografía:

Agujeros Negros. Cómo una idea abandonada por Newton, odiada por Einstein y retomada por Hawking vuelve a enamorarnos. Editorial Ariel 2016. Autora Marcia Bartusiak.

Karl Jansky y el descubrimiento de la ondas de radio cósmicas. NRAO.

Wikipedia: 3C273.

 

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