corrimiento al rojo del quásar

Su caso no es del todo hermético: depende de su afirmación de que la luz óptica que se ve proviene de alguna manera del agujero negro (SMBH). La cuestión es que el desplazamiento al rojo gravitacional puede ser mayor que 0,2 y también se ve favorecido por el efecto Doppler transversal relativista en el material en órbita.

Algunos detalles:

Desplazamiento al rojo gravitatorio alrededor de un agujero negro de masa$M$se rige por

$$z = \left( 1 - \frac{2GM}{rc^2}\right)^{-1/2} - 1,$$ dónde $r$es la coordenada radial de una fuente de luz en órbita alrededor de los agujeros negros. Esta fórmula se aplicaría para cualquier distribución de masa esféricamente simétrica.

La última órbita circular posible y estable alrededor de un agujero negro que no gira está en$r = 6GM/c^2$, dónde$M$es la masa del agujero negro. Esto significa que el factor de corrimiento al rojo gravitacional podría ser tan grande como$0.22$.

Además de esto, debe considerar el cambio Doppler Relativista.

El desplazamiento doppler relativista para una fuente que se mueve a una velocidad$v$en un angulo$\theta$(en el marco de referencia del observador), entonces las frecuencias emitidas y observadas están relacionadas por

$$f_o = \frac{f_e}{\gamma\left[ 1 + (v/c)\cos\theta\right]},$$ dónde $\gamma = (1 - v^2/c^2)^{-1/2}$. Esto significa que aun cuando $\theta=90^{\circ}$y la fuente que orbita el agujero negro no se acerca ni se aleja de un observador en la Tierra, que hay un "desplazamiento al rojo doppler transversal" de $$z = \gamma - 1$$ Entonces, aunque un observador en la Tierra vería que la frecuencia de una fuente en órbita alrededor de un agujero negro sube y baja debido al desplazamiento Doppler (una línea espectral se ensancharía por $\sim \pm v/c$), habría un corrimiento al rojo neto debido al efecto doppler transversal.

El material en la órbita circular más interna tendría una velocidad de la mitad de la velocidad de la luz y$\gamma = 1.15$. Así, el corrimiento al rojo debido al efecto doppler transversal sería$z=0.15$y casi lo mismo que el corrimiento al rojo gravitacional. A radios orbitales más grandes, el corrimiento al rojo gravitacional se vuelve más pequeño pero más dominante.

Además del corrimiento al rojo del doppler transversal neto, habrá un ensanchamiento del doppler a medida que el gas orbite alrededor del agujero negro. La amplitud de esta dependerá de la inclinación de la órbita a la línea de visión. En su mayor tamaño,$\theta = 0$, el desplazamiento al rojo/desplazamiento al azul serán factores de

$$z = \gamma(1 \pm v/c) -1$$ . Por lo tanto, para una fuente en órbita en la órbita circular estable más interna, esto conduciría a un factor de dos de ampliación de cualquier línea espectral.

Por lo tanto, si el gas orbita lo suficientemente cerca del SMBH en 3C273, probablemente podría producir el corrimiento al rojo que se ve. El ensanchamiento máximo que debería ver es mucho más amplio que las líneas espectrales observadas, pero esto podría deberse a que el disco tiene una inclinación baja y la emisión proviene de un rango estrecho de radios.

De hecho, como usted dice, la emisión óptica que ve desde la región de la línea ancha proviene considerablemente más allá de unos pocos radios de Schwarzschild, por lo que los efectos anteriores, aunque son muy importantes para el gas que emite rayos X calientes en los cuásares, probablemente no son un gran cosa en la óptica. Por lo tanto, necesita un paso más en su respuesta para probar/argumentar que la emisión óptica no surge tan cerca del SMBH.