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Detección del retardo temporal en los AGNs mediante la desintegración radiactiva

En este estudio, me centraré principalmente en la desintegración radiactiva del Cadmio 109, que se produce a los 463 días. Mi objetivo es detectar si en los diversos AGNs se producen un retardo temporal. Las siguientes curvas de luz de la AAVSO corresponden a 1.000 días de observación. Más abajo, yo expongo el listado de todos los elementos radiactivos dentro de este periodo.

Aunque muestro los tres tipos de explosiones, como yo así lo he definido en mi anterior artículo (es el primer enlace de esta Web), las Explosiones del Tipo III son las más energéticas. Por ello, son las que más se ajustan a las explosiones secundarias con la desintegración de los elementos radiactivos, medidos en su vida media. Como su comportamiento son las menos aleatorias, resulta más sencillo encontrar una pauta de comportamiento entre todos ellos.

Como se aprecia en las siguientes curvas de luz de la AAVSO, en la mayoría de ellos existe un retardo temporal en los AGNs estudiados. El máximo brillo en el óptico es el punto que considero como Explosión Principal, marcado como 0 days. También se observa que el máximo brillo en rayos Gamma se suele producir unos 3 días antes.

El retardo temporal en todas las subclases de AGNs (Blazares, Cuásares, galaxias Seyfert 2, etc) es el mismo. Lo único que es apreciable en sus curvas de luz, es su menor amplitud lumínica. Las explosiones secundarias están directamente relacionadas con la desintegración radiactiva de los diferentes elementos.

Lo que me resulta más difícil es detectar el momento exacto de la explosión principal y las explosiones secundarias. A medida que vaya recopilando más curvas de luz, iré adjuntándolo y reduciendo los errores. Es decir, yo quiero definir más aún la curva de luz y su retardo temporal.

Es por ello, que si el máximo de brillo en el óptico se produce unos días después de la desintegración radiactiva del Cadmio 109, que se produce a los 463 días, entonces se deduce un retardo temporal en el AGN. Realmente, éste es mi objetivo principal de este estudio. Si es así, todos los máximos (líneas rojas) y mínimos (líneas azules) estarán desplazados hacia la derecha en su medida proporción (líneas amarillas y azules discontinuas).

En la gráfica de más abajo se representa teóricamente una curva de luz de una Explosión del Tipo III, con un máximo de brillo muy marcado en los 85 días, tan brillante como la explosión principal. Si realmente el AGN fuera una Explosión del Tipo I, las explosiones secundarias no se detectarían en la mayoría de los casos. Si fuese una Explosión del Tipo II, los máximos en las explosiones secundarias serían más representativos, pero no tendría un máximo en los 85 días.

Las cruces azules corresponden a mis observaciones.










Retardo Temporal. Cadmio 109


Explosión Tipo I
BLAZAR
BL LAC
(22 02 43.29139 +42 16 39.9803) z=0.069





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 12 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Como ha sido una Explosión del Tipo I, la gran mayoría de las explosiones secundarias producidas por los diferentes elementos radiactivos no se observan o son poco significativos. Esta es una característica de este tipo de explosiones. Principalmente, sólo están definidos sus mínimos de brillo.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como el Blazar tiene un retardo temporal apreciable, se produce realmente 16 días más tarde (línea amarilla discontinua), verificando su retardo temporal en proporción directa. Incluso se aprecia que 18 días después (la siguiente línea amarilla discontinua) se produce el típico aumento de brillo de una explosión importante.





Explosión Tipo II
BLAZAR
S5 2007+77
(20 05 31.004 +77 52 43.27) z=0.342
The Astronomer’s Telegram. Nº 8635 Burst Gamma ray. 4 Feb 2016





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 4 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Como ha sido una Explosión del Tipo II, se produce una explosión a los 53 días, 72 días y a los 90 días. Esta es una característica de este tipo de explosiones. No se produce una gran explosión a los 85 días.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente. Otros mínimos importantes son a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como el Blazar tiene un retardo temporal apreciable, se produce realmente 6 días más tarde (línea amarilla discontinua), verificando su retardo temporal en proporción directa. Incluso se aprecia que 18 días después (la siguiente línea amarilla discontinua) se produce el típico aumento de brillo de una explosión importante.

Con respecto a la explosión en rayos Gamma se produjo 3 días antes del máximo brillo de la explosión principal en el óptico (muy común en los blazares), por lo que esta diferencia nos indica que estas dos explosiones en diferentes longitudes de onda no se producen exactamente en el mismo lugar.





Explosión Tipo III
BLAZAR
S5 1803+78
(18 00 45.684 +78 28 04.02) z=0.680
The Astronomer’s Telegram. Nº 7933 Burst Gamma ray. 20 Aug 2015




Light curve. NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope



La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 7 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Como ha sido una Explosión del Tipo III, se produce una explosión a los 85 días tan intensa como en la explosión principal, pero su aumento de brillo es gradual y casi simétrica. Esta es la característica principal de las explosiones Tipo III. También se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente. Otros mínimos importantes son a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como el Blazar tiene un retardo temporal apreciable, se produce realmente 2 días más tarde (línea amarilla discontinua), verificando su retardo temporal en proporción directa. Incluso se aprecia que 18 días después (la siguiente línea amarilla discontinua) se produce el típico aumento de brillo de una explosión importante.

Con respecto a la explosión en rayos Gamma se produjo 3 días antes del máximo brillo de la explosión principal en el óptico (muy común en los blazares), por lo que esta diferencia nos indica que estas dos explosiones en diferentes longitudes de onda no se producen exactamente en el mismo lugar. Incluso observando las dos curvas de luz en rayos gamma se observa que existen dos explosiones separadas por 471 días, producidas por la explosión del cadmio 109, confirmando un retardo temporal muy parecido que en el óptico.





Explosión Tipo III
BLAZAR
S4 0954+65
(09 58 47.24510 +65 33 54.8181) z=0.367





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce exactamente en ese día (línea rosa superpuesta sobre línea roja), por lo que no se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Aun faltando observaciones alrededor de los 85 días después de la explosión principal, todo parece indicar que ha sido una Explosión del Tipo III. Se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal, que en esta curva de luz no se aprecia, pero si los otros mínimos importantes a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como esta curva de luz está en estudio, se prevé que alcance el máximo de brillo el 15 de Diciembre de 2017.





Explosión Tipo III
SEYFERT 1 GALAXY
S4 1030+61
(10 33 51.42726 +60 51 07.3301) z=1.40095




Light curve. NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope



La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 18 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Aun faltando observaciones alrededor de los 85 días después de la explosión principal, todo parece indicar que ha sido una Explosión del Tipo III. Se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua). Otros mínimos importantes son a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días. Las pocas observaciones en esos días y su alta aleatoriedad impide haberlo definido bien.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como esta curva de luz está en estudio, se prevé que alcance el máximo de brillo el 22 de Julio de 2018 (línea amarilla discontinua).

Con respecto a la explosión en rayos Gamma se produjo 3 días antes del máximo brillo de la explosión principal en el óptico (muy común en los blazares), por lo que esta diferencia nos indica que estas dos explosiones en diferentes longitudes de onda no se producen exactamente en el mismo lugar. Incluso observando las dos curvas de luz en rayos gamma se observa que existen dos explosiones separadas por 474 días, producidas por la explosión del cadmio 109, confirmando un retardo temporal muy parecido que en el óptico.





Explosión Tipo III
BLAZAR
OT 081
(17 51 32.81855 +09 39 00.7288) z=0.322





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 16 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Como ha sido una Explosión del Tipo III, se produce una explosión a los 85 días tan intensa como en la explosión principal, pero su aumento de brillo es gradual y casi simétrica. Esta es la característica principal de las explosiones Tipo III. También se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente. Otros mínimos importantes son a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como esta curva de luz está en estudio, se prevé que alcance el máximo de brillo el 10 de Agosto de 2018 (línea amarilla discontinua).





Explosión Tipo III
BLAZAR
1ES 1959+65
(19 59 59.8521 +65 08 54.653) z=0.047





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 50 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar. De hecho, es el Blazar con más retardo temporal que he encontrado.

Como ha sido una Explosión del Tipo III, se produce una explosión a los 85 días tan intensa como en la explosión principal, pero su aumento de brillo es gradual y casi simétrica. Esta es la característica principal de las explosiones Tipo III. También se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones. Al tener tanto retardo temporal, la curva de luz está desplazado hacia la derecha muy considerablemente. Lo que no está definido es la explosión principal, posiblemente habiéndose ocultado por las capas más exterior del Blazar, siendo muy probable que sea éste el motivo por el que no es muy activo en rayos Gamma, pudiendo ser este blazar unos de los más grandes conocidos.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente. Otros mínimos importantes son a los 260 días, a los 317 días y a los 533 días. Tenemos que tener en cuenta el gran retardo temporal, por lo que los mínimos se observan desplazados muy hacia la derecha.





Explosión Tipo III
BLAZAR
3C 66A
(02 22 39.612 +43 02 07.88) z=0.34





La desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se produce a los 463 días (línea roja), el máximo aumento de brillo se produce 22 días más tarde (línea rosa), por lo que se produce un gran retardo temporal en la emisión de radiación en el Blazar.

Como ha sido una Explosión del Tipo III, se produce una explosión a los 85 días tan intensa como en la explosión principal, pero su aumento de brillo es gradual y casi simétrica, que en este caso es incluso más brillante. Esta es la característica principal de las explosiones Tipo III. También se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones.

La explosión de Cadmio 109 es de tal magnitud que se crea otra cascada de elementos estables como radiactivos, produciéndose mayoritariamente Cobalto 57 radiactivo que decae en el Hierro 57 estable a los 272 días posterior a esta explosión (línea roja a los 735 días, 463+272=735 días), pero como el Blazar tiene un retardo temporal apreciable, se produce realmente 18 días más tarde (línea amarilla discontinua), verificando su retardo temporal en proporción directa. Incluso se aprecia que 18 días después (la siguiente línea amarilla discontinua) se produce el típico aumento de brillo de una explosión importante.





Explosión Tipo ??
QUASAR
S5 1044+71
(10 48 27.6 +71 43 36) z=1.1500





Aunque no he conseguido detectar la explosión inicial, si ajusto la curva de luz coincidiendo el máximo de luminosidad con la explosión del Cadmio 109, coincide perfectamente la explosión que se produce a los 735 días.

Incluso el mínimo de brillo que se produce a los 533 días se observa muy claramente.





Explosión Tipo III
BLAZAR
OJ 287
(08 54 48.87493 +20 06 30.6410) z=0.306
The Astronomer’s Telegram. Nº 9489 Burst Gamma ray. 13 Sep 2016




Light curve. NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope


La desintegración radiactiva del Rodio 102, que se produce a los 207 días, se observa un retraso temporal apreciable, gracias al gran detalle de la curva de luz. Habrá que esperar a la desintegración radiactiva del Cadmio 109 que se producirá alrededor del 25 de Enero del 2018 con un error de unos 5 días. Dependerá exactamente de su retraso temporal.

Como ha sido una Explosión del Tipo III, se produce una explosión a los 85 días tan intensa como en la explosión principal, pero su aumento de brillo es gradual y casi simétrica. Esta es la característica principal de las explosiones Tipo III. También se observa muy claramente los mínimos a los 60 días y a los 103 días, inconfundible en este tipo de explosiones. Incluso se aprecia la explosión del Selenio 75 a los 120 días.

El mínimo de brillo absoluto se produce a los 385 días después de la explosión principal más su tiempo de retardo (línea azul discontinua), como así se observa muy claramente.

Con respecto a la explosión en rayos Gamma se produjo 3 días antes del máximo brillo de la explosión principal en el óptico (muy común en los blazares), por lo que esta diferencia nos indica que estas dos explosiones en diferentes longitudes de onda no se producen exactamente en el mismo lugar.






Tipos de desintegración radiactivos
Tipo III
Explosiones secundarias
(Alrededor 8 días)
Yodo 131 al Xenón 131 --> Vida media 8,02 días
Selenio 72 al Astato 72 --> Vida media 8,40 días
Tulio 167 al Erbio 167 --> Vida media 9,25 días
Erbio 169 al Tulio 169 --> Vida media 9,40 días
Actinio 225 al Francio 221 --> Vida media 10,00 días
Iridio 193 al Iridio 193 --> Vida media 10,5 días
Bario 140 al Lantano 140 --> Vida media 12,8 días

(Alrededor 18 días)
Provocado igual que en las SN IIb
Protactinio 230 al Torio 230 --> Vida media 17,40 días
Arsénico 74 al Germanio 74 --> Vida media 17,78 días
Californio 253 al Einstenio 253 --> Vida media 17,81 días
Californio 253 al Curio 249 --> Vida media 17,81 días

(Alrededor 20 días)
Einstenio 253 al Berkelio 249 --> Vida media 20,47 días

(Alrededor 30 días)
Cromo 51 al Vanadio 51 --> Vida media 27,70 días
Protactinio 233 al Uranio 233 --> Vida media 29,97 días
Osmio 193 al Iridio 193. Vida media 30,11 días
Mendelevio 260 al Fermio 260. Vida media 31,80 días
Iterbio 169 al Tulio 169 --> Vida media 32,026 días
Cerio 141 al Praseodimio 141 --> Vida media 32,501 días
Argón 37 al Cloro 37 --> Vida media 35,04 días

(Alrededor 50 días)
Estroncio 89 --> Vida media 51,50 días
Mendelevio 258 al Fermio 258 --> Vida media 51,50 días
Berilio 7 al Litio 7 --> Vida media 53,12 días

(Alrededor 64 días)
Circonio 95 --> Vida media 64,02 días

(Alrededor 85 días)
Niquel 56 al Hierro 56 --> 83,35 días
(Niquel 56 al Cobalto 56 --> Vida media 6,08 días) +
(Cobalto 56 al Hierro 56 --> Vida media 77,27 días) = 83,35 días
Arsénico 73 al Germanio 73 --> Vida media 80,30 días
Circonio 88 al Itrio 88 --> Vida media 83,40 días
Escandio 46 al Titanio 46 --> Vida media 83,79 días

(Alrededor 87 días)
Azufre 35 al Cloro 35 --> Vida media 87,32 días

(Alrededor 93 días)
Tulio 168 al Erbio 168 --> Vida media 93,10 días
Osmio 185 al Renio 185 --> Vida media 93,60 días

(Alrededor 120 días)
Selenio 75 al Ástato 75 --> Vida media 119,779 días
Wolframio 181 al Tantalio 181 --> Vida media 121,2 días

(Alrededor 128 días)
Tulio 170 al Iterbio 170 --> Vida media 128,6 días

(Alrededor 138 días)
Polonio 210 al Plomo 206 --> Vida media 138,376 días

(Alrededor 207 días)
Rodio 102 al Rutenio 102 --> Vida media 207,0 días

(Alrededor 272 días)
Cobalto 57 al Hierro 57 --> Vida media 271,79 días

(Alrededor 285 días)
Cerio 144 al Praseodimio 144 --> Vida media 284,893 días

(Alrededor 374 días)
Rutenio 106 al Rodio 106 --> Vida media 373,59 días

(Alrededor 463 días)
Cadmio 109 al Plata 109 --> Vida media 462,6 días

(Alrededor 754 días)
Cesio 134 al Xenón 134 --> Vida media 754,17 días
Cesio 134 al Bario 134 --> Vida media 754,17 días

(Alrededor 958 días)
Prometio 147 al Samario 147 --> Vida media 958,20 días

(Alrededor 966 días)
Californio 252 al Curio 248 --> Vida media 966,09 días




Mínimos en las curvas de luz
1º Mínimo --> 60 días (Primer mínimo importante)

2º Mínimo --> 103 días (Fin de la fase Plateau)

3º Mínimo --> 260 días (Mínimo profundo)

4º Mínimo --> 317 días (Mínimo profundo)

5º Mínimo --> 385 días (Corresponde al mínimo absoluto)

6º Mínimo --> 533 días (Mínimo profundo)






    • Agradecimientos

  • Agradezco a la AAVSO por autorizarme a publicar sus curvas de luz y al Grupo M1 por su importante contribución. También a todos los observadores que han hecho posible estas observaciones, que sin ellas, no hubiese sido posible este trabajo. A todos ellos, muchas gracias.

    Tambien al Grupo Fermi de la Nasa por autorizarme a publicar sus curvas de luz en Rayos Gamma para una mayor compresión de estos objetos.




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