¿Cuán precisa es la concepción común de cómo se ven los cuásares?

Para una comprensión básica de un cuásar, esto es bastante bueno … Sin embargo, el agujero negro no siempre es de color negro. Estas imágenes en realidad no representan los efectos de la “Radiación de Hawking” en el Blackhole. Además, el disco de aumento no siempre es visible a través de telescopios ópticos. Su temperatura es tan alta que no brilla con luz visible sino con radiación de rayos X.

EDITAR: Sr. Pete Ashly por su pregunta de qué tan caliente puede ser un disco de acreción, me gustaría darle una perspectiva.

El sistema Cygnus X-1 es uno de los candidatos de agujero negro más cercanos a nosotros con una distancia de 6070 años luz de la Tierra. Consiste en una gran estrella que gira alrededor de un agujero negro a velocidades muy altas. La estrella gira alrededor del agujero negro en una órbita tan apretada que es visible como una sola estrella desde la Tierra en lugar de un sistema binario. Cuando los científicos inicialmente miraban el sistema de Cygnus X-1 a través de telescopios ópticos, no había nada concluyente visible. Sin embargo, cuando los científicos miraron a través de telescopios de rayos X, la imagen de la Estrella era larga y la imagen del brillante disco de acreción y el agujero negro ahora se hicieron visibles.

Imagen del telescopio Chandra de Cygnus X 1

Esta es la imagen de rayos X de Cygnus X-1

La razón de esto es que la superficie de la estrella estaba en un tibio 30,000 grados Celsius . Sin embargo, el Disco de Acreción está hecho de plasma que gira alrededor del agujero negro y a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Está sujeto a enormes fuerzas de marea y mucha presión de la inmensa gravedad del agujero negro. Su temperatura es infernal de 100 millones de grados Celsius. A esta temperatura, toda su salida de radiación es en rayos X o rayos gamma. Esto debería darle una idea de la temperatura en el disco de acreción.

Es una muy buena imagen de cómo se ve un cuásar. En el centro tienes un agujero negro supermasivo. Alrededor tienes un enorme disco de acreción. Ahora las cosas alrededor del agujero negro no caerán radialmente en él debido a la conservación del momento angular. Si el gas tuviera una velocidad aleatoria cuando estaba lejos del agujero negro, lo cual es muy probable, se aceleraría cuando la cosa cayera en él y tomaría la forma de una espiral descendente. Ahora, para cuando el gas llegue al horizonte de eventos del agujero negro, habría acelerado hasta miles de kilómetros por segundo. Por lo tanto, debido a colisiones, el gas se ionizaría. Sin embargo, los cuásares poseen un campo magnético muy fuerte, particularmente cerca del horizonte de eventos del agujero negro. Entonces, este campo extremadamente fuerte dirige la inspiración radial de los iones en dos haces “verticales” en lados opuestos del disco de acreción. Ahora, algunas cosas que puedo pensar acerca de la inexactitud son:
1. Como se muestra en la película interestelar, debido a la gran distorsión del espacio-tiempo, incluso la luz inspiral alrededor del agujero negro cerca de su horizonte de eventos, verá el disco de acreción envuelto alrededor de él.
2. El haz no es solo iones sino también debido a la rada sincrotrón debido a la aceleración de las cargas, emitiría en todo el rango del espectro em, que van desde ondas gamma a ondas de radio.
3. Este es un punto un poco vago. Pero los cuásares están muy lejos de las “galaxias”. Así que dudo que pueda ver el tipo de estructura de la vía láctea en el fondo como se muestra en la imagen de arriba (particularmente el disco verde central que se muestra allí).
Agregaré si puedo pensar en cualquier otro punto.

Si está lo suficientemente cerca para esta vista, ya ha sido frito con microondas y tostado con rayos X y con rayos gamma a la parrilla.
Continuando … esta imagen también toma algunas libertades con el color. No podemos estar seguros, pero sospechamos que sería cegadoramente brillante para los ojos humanos. Varios filtros oscuros más tarde … mucho de lo que se imagina estaría en espectros que no son visibles para los humanos. Oh, lo sentirías (por un tiempo, de todos modos) pero tus ojos no ayudarían.
Aparte de eso, esto representa bastante bien la idea aceptada de lo que está sucediendo cerca de un quásar. El disco de acreción es un fenómeno bien conocido, y la expulsión de energía polar se entiende de manera similar.

Está bien dar una idea de cómo funciona. Pero una fotografía no se vería así.

Sobre el agujero negro en el centro, se habla mucho sobre la película interestelar, deberías echarle un vistazo. Hay mucha luz alrededor de un agujero negro. Además, falta alguna distorsión gravitacional.

Y los colores … Bueno … Los rayos X y los rayos gamma no son exactamente visibles, pero podríamos esperar ver la luz de todos los colores visibles, así que creo que no sería tan rojizo.

Esa es la interpretación de un artista. Casi toda la energía que rodea a un quásar está en partes del espectro EM que no son visibles para nosotros.