Los
microquasares son llamados así por su parecido morfológico y
fenomenológico con los quasares, pero a escala menor. Para tener una
idea de qué es un quasar, este tipo de objeto encontrado fuera de nuestra galaxia, podemos enlistar sus elementos básicos: un
agujero negro supermasivo (de varios millones de masas solares) en
rotación, un gran disco de acreción (unos 10^9 km, mil millones de
kilómetros de radio) desde donde el agujero negro supermasivo traga
materia, un medio que generalmente es una galaxia entera, y la
emisión de un par de jets relativistas, es decir, que se mueven a
una velocidad muy muy alta; los elementos que definen un microquasar:
un agujero negro giratorio de unas pocas masas solares, un disco de
acreción de unos 10^3 km, mil kilómetros, una estrella acompañante
de la cual acreta materia, y la emisión de un par de jets
relativistas (la presencia de jets relativistas, superlumínicos
desde nuestro marco referencia, en ambos casos, es lo que refuerza y
da soporte a la analogía entre quasares y estos objetos denominados
microquasares).
Pero
los microquasares, que pueden encontrarse dentro de nuestra propia
galaxia, son compactos, respecto a los quasares, en otro sentido: la
gran ventaja de estudiar los microquasares es que las escalas
temporales de los fenómenos asociados con su variabilidad y la
escala de emisión de energía pueden apreciarse en tiempos de
minutos o días en vez de miles o millones de años, como pasa con
los quasares, a la vez que permite aprender más de estos últimos.
De allí la importancia de observar las variaciones en la emisión de
rayos X de un microquasar, es como ver un quasar en miniatura y a
tiempo acelerado.
Los
jets emitidos viajan en direcciones contrarias, alejándose de la
fuente y expandiéndose al mismo tiempo, a velocidades relativistas;
por lo general uno se mueve hacia nuestro plano de visión, hacia la
dirección del observador, ése parece ser más brillante; el otro,
el que se mueve en la dirección contraria, alejándose del
observador, resulta ser menos visible y parece moverse a una menor
velocidad. Estas asimetrías son explicadas en términos de
aberración de eyecciones antiparalelas de pares de nubes de plasma
relativistas, expulsadas en cierto ángulo con respecto a la línea
de observación. Esto último puede sonar muy complicado, pero
básicamente se refiere a un efecto relativista simple, al que
aplicamos algo de trigonometría (recordemos el trabajo de Einstein
sobre los cuerpos que se mueven a una velocidad cercana a la de la
luz).
Uno
de los puntos básicos a estudiar sobre los quasares es cómo los
jets relativistas son generados. Se sabe que la emisión de un par de
jets relativistas colimados, es decir, no dispersos sino en forma de
haz, va precedida de una actividad inusual en la emisión de rayos X;
sin embargo, una inusual actividad en este espectro no significa la
emisión de un par de jets colimados o, en general, eventos de
eyección.
El
plasma magnetizado, ya sea a los alrededores de un agujero negro
asociado a un quasar o un microquasar, debe de jugar un papel
importante en que los jets alcancen velocidades relativistas, aunado
a la energía de rotación del agujero negro, de acuerdo a su spin
(su giro), pues hay razones para pensar que la eyección relativista
de jets tendrá lugar preferentemente cuando el spin del agujero
negro esté cercano a su valor máximo.
A
veces son observadas oscilaciones cuasiperiódicas de cierta
frecuencia en las emisiones de rayos X. Estas oscilaciones, se cree,
están relacionadas con propiedades como la masa del agujero negro y
su spin, o a la última órbita circular alrededor del agujero negro.
Estudiar los microquasares que presenten estas frecuencias
características puede ser importante para estimar el spin de un
agujero negro.
La
actividad de un microquasar puede derivarse a partir de la
información que aportan tres principales fuentes de observación: la
variación de la intensidad de la emisión en el espectro infrarrojo,
en rayos X y en radio.
Los
jets son expulsados como pequeñas nubes. Mientras las nubes
eyectadas (algunas con velocidades de hasta 0.997c, donde c es la
velocidad de la luz) se expanden, se vuelven transparentes a las
ondas radio (esto quiere decir que las ondas no son absorbidas y
pueden ser emitidas), por lo que su señal observada aumentará en
este intervalo de frecuencias después de la eyección.
Las
variaciones de gran amplitud en el flujo de rayos X en tiempos que
van desde segundos a minutos y, particularmente, las caídas abruptas
de la emisión pueden ser explicadas por la presencia de un agujero
negro central. Cuando esto se observa, significa que el tiempo en el
que la energía es transferida desde los iones del plasma hacia los
electrones libres es más largo que el tiempo en el que el plasma cae
al objeto compacto (trátese de un agujero negro, estrella de
neutrones, etc.). Esto significa que hay una cierta cantidad de
energía que es acumulada, no radiada, en el gas, como energía
térmica.
Si
el objeto compacto es un agujero negro, la energía térmica
acumulada en el gas desaparece al cruzar el horizonte de sucesos; si
se trata de una estrella de neutrones, esta energía es liberada como
radiación al chocar con la superficie, más dura que la roca, de la
estrella de neutrones, calentándola, por lo que la estrella se
mantendrá caliente por las colisiones y su tiempo de enfriamiento
será relativamente largo. En ambos casos también hay una variación
en la radiación X observada.
Esta
información, que nos llega a partir de las observaciones en rayos X,
infrarrojos y radio, nos muestra que la eyección de nubes de plasma
relativistas ocurre cuando la materia del disco de acreción interna
cruza y desaparece en el horizonte de sucesos del agujero negro.
Entonces,
el estudio, relativamente accesible, de los microquasares, puede dar
mucha información acerca de otros fenómenos en los que la acreción
de materia por parte de un agujero negro y la eyección de jets
relativistas sean los puntos principales, como ocurre con los
quasares, objetos para los que una o varias vidas humanas no
bastarían para estudiarlos, a diferencia de los más accesibles
microquasares.
