¿Por qué los cuásares solo se encuentran en las regiones más lejanas del Universo observable?

Un par de correcciones, primero: el universo observable no tiene un radio de 13.7 mil millones de años luz (aunque este es un malentendido común y muy comprensible). Debido a la expansión del espacio, el radio del universo observable es en realidad de unos 46 mil millones de años luz.

Ahora para responder a tu pregunta:

Solo vemos cuásares en alto desplazamiento al rojo porque los cuásares son el resultado de jóvenes agujeros negros supermasivos en los centros de la galaxia. Recuerde que cuando miramos más lejos en el espacio, estamos viendo objetos más lejos en el pasado (es decir, más cerca del Bi g Bang).

Por supuesto, la luz no puede escapar del horizonte de eventos, pero los agujeros negros supermasivos tienen discos de acreción a su alrededor. Las cosas que caen dentro de la influencia gravitacional del SMBH no solo caen directamente, porque tienen un momento angular, sino que forman un disco de acreción alrededor del agujero negro y una espiral hacia adentro . En el proceso de hacerlo, pierden energía, y esta energía se irradia en forma de luz. Este es un proceso extremadamente eficiente para la creación de luz. En el desplazamiento hacia el rojo más alto, las fusiones galácticas importantes eran mucho más comunes : estas fusiones alimentaban gas a los discos de acreción de SMBH.

Otra razón para esto es que los agujeros negros jóvenes tienen un radio de marea que es mucho más grande que su radio de Schwarzchild. El radio de marea es el radio en el que las cosas se “desgarran” por la gravedad del agujero negro. Para los agujeros negros más jóvenes, el radio de la marea tiende a estar fuera del radio de Schwarzchild, por lo que cuando un objeto se desgarra (un proceso que libera algo de luz), su luz puede alcanzarnos. Para un agujero negro más viejo, el radio de marea está dentro del radio de Schwarzchild, y así, pase lo que pase, la luz no nos llega.

Edición pequeña: debe tenerse en cuenta que los radios de marea y Schwarzchild en realidad no se escalan con el tiempo, sino que se escalan con diferentes poderes de masa (pero, por supuesto, la masa aumenta con el tiempo).

Ya respondió Nick, así que no diré mucho más. Los cuásares y los púlsares son fenómenos que ocurrieron en las primeras etapas del universo. En ese entonces, las “galaxias” estaban cerca una de la otra, eran muy grandes y consistían en estrellas jóvenes y altamente enérgicas que vivían breve pero salvajemente, de una manera muy cataclísmica. Todos los cuerpos astronómicos eran altamente enérgicos, se movían rápido, chocaban, se fusionaban, explotaban como supernovas e hipernovas.

Todo estaba mucho más cerca el uno del otro y todo el espacio intermedio todavía estaba lleno de gas caliente que aún tenía que unirse en cualquier cuerpo definido. Es en este escenario que gran parte de la materia colapsó en agujeros negros gigantes y al atraer cuerpos vecinos y todo el gas circundante produjo discos de acreción enormemente enérgicos que por fricción y arrastre del marco liberaron inmensas cantidades de energía en forma de energía extrema. fotones, que con frecuencia forman enormes chorros expulsados ​​de los planos polares a miles de años luz de distancia.

Hay pocas dudas de que nuestra región del universo solía ser así también en esas primeras épocas de la historia del universo. Justo donde estábamos ahora estaba lleno de enormes flujos de radiación de los quásares, púlsares y similares cercanos.

Pero en nuestra región y en todas nuestras regiones vecinas cercanas, podemos ver que han envejecido, toda la materia y la energía de radiación se ha diluido mucho más, las galaxias ahora en nuestra región son galaxias de “generación n”, formadas a partir de los restos de los antiguos. galaxias, y todo se ha calmado. La entropía ha aumentado y la temperatura ha bajado mucho.

Así que ya no podemos observar esas primeras épocas en nuestro vecindario. Solo cuando miramos muy lejos y, por lo tanto, hace mucho tiempo en el pasado. Pero, por supuesto, desde aquellas regiones donde observamos esos quásares y púlsares, desde su punto de vista deben estar viendo lo mismo en el opuesto. Si miran hacia nuestra dirección, verán cuásares y púlsares altamente enérgicos, los que solían estar aquí hace mucho tiempo, y en su vecindario donde vemos quásares y púlsares para ellos, todo se verá tranquilo, viven en antiguas galaxias con estrellas viejas con un gran agujero negro en el centro pero que es mucho menos activo que las anteriores, y el espacio circundante está prácticamente vacío.

En la era actual del universo, cerca de 14 mil millones de años, lo más probable es que los cuásares ya no existan en ninguna parte del universo.

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