Qué observan los astrónomos desde Argentina (2)

Cazando objetos lejanos y ciclotímicos
Entrevista al Dr. Sergio Cellone
Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO)
Por Alejandra Sofía
El relato se tiñe de sorpresa y casualidades, ese estar en el momento indicado en el sitio correcto. Es la crónica de dos astrónomos que fueron al Complejo Astronómico El Leoncito para observar objetos muy particulares y obtuvieron un plus que compensa tanto trabajo: lograron el seguimiento más detallado de un cuasar experimentando una variación de brillo extrema.

AO 0235+164 es un cuasar, esos puntos de luz que parecen estrellas débiles y que son núcleos activos de galaxias lejanas; son los objetos más luminosos y más lejanos y parecen alejarse muy rápidamente de nosotros. Lo hacen a velocidades que, en algunos cuasares, son apenas menores a la velocidad de la luz.

Quien explica esto es el Dr. Sergio Cellone, profesor e investigador de la Facultad de Cs. Astronómicas y Geofísicas de la UNLP y CONICET. Y agrega: La medición de variaciones de flujo luminoso en escalas de tiempo de pocos días, e incluso horas, es una herramienta poderosa para el estudio de las zonas más internas de los núcleos galácticos activos (AGNs) Junto al Dr. Gustavo Romero, del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) se "pellizcaron" cuando en un turno de seis noches de observación en CASLEO, vieron un abrupto cambio de magnitud (brillo) en el cuasar AO 0235+164.

Estaban allí por un extenso programa de monitoreo óptico de blazares emisores de rayos gamma, pero cuando aquel cuasar se convirtió en una fuente muy brillante y muy variable, concentraron su atención en él. El Dr. Jorge Combi y la Dra. Ileana Andruchow, son los otros integrantes de estos "buscadores" de cuasares.

Antes de otras cosas, hablemos de AGNs

No es tan sencillo ni para los propios astrónomos diferenciar objetos tan distantes, donde la dificultad mayor es, justamente, poder distinguirlos. Bajo el término de Núcleos Galácticos Activos conviven cúasares, galaxias Seyfert, radio-galaxias y blazares.

Los cuásares "ganan" en la mayor luminosidad propia que los distingue; las galaxias Seyfert son de menor luminosidad intrínseca y sólo se pueden observar las más cercanas a nosotros. Los blazares son los objetos más variables en este grupo de AGNs y tienen propiedades más extremas.

Brillando en la oscuridad

"Fuimos a observar una muestra de cuasares emisores de rayos gamma con el telescopio "Jorge Sahade" -recuerda Cellone-; al analizar los datos obtenidos las dos primeras noches, se comprobó que uno de los objetos, el cuasar AO 0235+164, había disminuido su brillo a la mitad del valor inicial. Una variación tan grande en menos de 48 horas es muy poco usual".

"Los datos recogidos durante seis noches consecutivas representan el seguimiento más detallado de un cuasar experimentando una variación de brillo extrema. Para la cuarta noche el flujo luminoso de AO 0235+164 había caído aún más, pero al final de la quinta noche ya había recuperado su brillo original, aumentando 1,2 magnitudes (o sea un 300%) en 24 horas. De regreso en La Plata el análisis definitivo de las observaciones permitió establecer propiedades importantes de los mecanismos físicos que operan en este sorprendente cuasar".

"Durante la quinta jornada nocturna vimos un "outburst" -explosión de brillo breve- pero luego volvió al brillo normal en sólo seis horas -agrega Cellone- ; en la última noche este objeto sufrió una variación de brillo mayor a lo reportado anteriormente por otros autores". El cuasar, más precisamente un objeto del tipo BL Lacerta o "blazar", es conocido por presentar cambios en su flujo luminoso, tanto en luz visible como en ondas de radio y en altas frecuencias. Lo novedoso en las observaciones hechas desde CASLEO, es que marcaron un "récord" en el tema, ya que AO 0235+164 casi triplicó su luminosidad en poco más de 24 horas, entre el 5 y el 6 de noviembre de 1999.

"Este comportamiento extremo pone a prueba los modelos teóricos propuestos para explicar el origen de la emisión luminosa en estos fascinantes objetos", concluye el Dr. Cellone.

Características de los cuásares

Muchos cuasares son fuertes emisores de ondas de radio, de rayos X y de rayos gamma, y esta emisión suele variar en lapsos de tiempo que van de días a años. De hecho, los primeros cuasares se descubrieron mediante radiotelescopios, de allí su nombre ``quasi stellar radio sources'', o brevemente ``quasars'', que significa ``fuentes de ondas de radio casi estelares''.

Sergio Cellone clarifica otros aspectos de los cuásares; "la mayoría de estos objetos emiten una energía equivalente a unas 10 veces más que toda la Vía Láctea, pero toda esa energía debe provenir de una región relativamente chica, no mucho mayor que nuestro Sistema Solar"

"El modelo más aceptado consiste en un gigantesco agujero negro que, con su fuerza de gravedad, arrastra material gaseoso de sus alrededores, acelerándolo y calentándolo a millones de grados de temperatura. Este material, cayendo al agujero negro, sería el responsable de la enorme luminosidad del cuasar. En los blazares lo que vemos es la emisión de los "jets" que apuntan hacia nosotros".
"Nuestras observaciones muestran que, al menos una de las noches, AO 0235+164 varió simultáneamente en luz roja (longitud de onda larga) y en luz verde (longitud de onda corta)". Actualmente, estos investigadores participan en una colaboración internacional conducida por gente del Observatorio de Torino (Italia), que involucra decenas de telescopios y observaciones satelitales.

Ya hay dos trabajos publicados, con más de 50 autores cada uno. Los investigadores utilizaron una cámara CCD enfriada. Usaron estrellas para comparar y controlar las observaciones; verificaron si los cambios de magnitud eran reales y no originados por la contaminación del débil fondo de las galaxias. Cada noche eligieron la mejor estrella como referencia para la curva de luz. Este trabajo fue publicado en "Astronomy and Astrophysics".

Ver también:Una variación extrema en el cuasar AO 0235+164

JUEGO DE SIMULACIONES Y REALIDAD Trataban de despejar una gran duda: si todas las variaciones de brillo de un cuásar eran por historia y características propias o, al menos parte de ellas eran por factores externos, como por ejemplo, una cuestión instrumental. Varios grupos de astrónomos estaban tras el primer argumento hasta que tres astrónomos platenses mostraron que, en varios casos, el cambio de brillo era de índole instrumental.

El mismo equipo del trabajo anteriormente citado, observó durante dos noches en el CASLEO, otro cuasar designado PKS 2316-423, ubicado en el centro de una galaxia elíptica. "Este objeto parece variar el brillo de acuerdo a lo esperado, pero varía en relación al seeing (calidad de la imagen) que fluctúa cada noche; observamos lo mismo en otra galaxia y nos preguntamos si son variaciones causadas por problemas instrumentales".

Sergio Cellone cuenta que, entonces, hicieron una simulación de galaxias con distintas formas y con núcleos activos. El objetivo del trabajo fue mostrar hasta qué punto el hecho de que todo AGN esté siempre en el centro de una galaxia anfitriona afecta las mediciones de variabilidad óptica. "Había sólo un trabajo previo que decía que, en el caso particular de una cierta galaxia Seyfert (es decir un AGN de baja luminosidad, en una galaxia cercana y bien visible) que ellos habían estudiado, la luz de la galaxia no afectaba las mediciones. posteriores se limitaban a citar a aquél trabajo previo diciendo ´la galaxia no afecta´ sin verificar nada más".

"Nosotros encontramos que los datos de PKS2316-423 mostraban variaciones bastante rápidas de flujo luminoso con el tiempo, pero desconfiamos porque es un objeto cercano y la galaxia anfitriona se ve brillante y grande. Entonces hicimos todo el análisis y vimos que: las variaciones de luz del AGN estaban correlacionadas con las variaciones del seeing; una galaxia en la zona que observábamos, que no debería variar, mostraba el mismo comportamiento. Conclusión: los cambios en la calidad de la imagen producen cambios espurios significativos en el flujo luminoso que medimos del AGN. Se hace fotometría comparativa entre el AGN y una estrella. Como ambos tienen distribuciones de brillo similares, es decir, ambas son casi puntuales, no hay problema si cambia el seeing, porque afecta proporcionalmente lo mismo a las dos.

Pero cuando el AGN está en medio de una galaxia significativamente brillante, uno no puede medir sólo el AGN, también está midiendo luz de la galaxia (es casi imposible restarla en forma satisfactoria). La distribución de luz de la galaxia subyacente es distinta a la de una estrella, por lo que la galaxia resulta menos afectada por variaciones de la atmósfera.

¿Para qué hicieron simulaciones? "Para mostrar que el efecto puede producir variaciones de índole instrumental significativas; también para acotar esas posibles variaciones de acuerdo a las condiciones (seeing, brillo de la galaxia, etc.) y para prevenir a futuros observadores".

El trabajo tiene "rating": lo mencionan en veintisiete citas, lo que da una idea de que la gente lo tiene en cuenta a la hora de hacer observaciones de este tipo.

Página de Sergio A. Cellone

Boletín del Observatorio Astronómico de La Plata
Imágenes en:
http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/~extension/201/cellone/