Blazar e Jets

Blazar e Jets. I blazar sono una sottoclasse di nuclei galattici attivi in ​​cui un getto relativistico, lanciato dal disco di accrescimento interno attorno a un buco nero supermassiccio, punta entro pochi gradi dalla linea di vista. Il potenziamento Doppler prodotto dai fattori di Lorentz complessivi di 10–50 amplifica il flusso osservato attraverso lo spettro, facendo sì che l'emissione del getto domini la distribuzione dell'energia spettrale dalle energie radio a quelle dei raggi gamma. Due tipi principali: i radio quasar a spettro piatto, che mostrano linee di emissione ampie e forti, e gli oggetti BL Lacertae, che hanno linee deboli o assenti, differiscono principalmente nella luminosità e nel tasso di accrescimento dei nuclei ospiti. I loro spettri a banda larga mostrano due ampie gobbe: una componente a bassa energia con un picco tra le frequenze dell'infrarosso e dei raggi X, attribuita alla radiazione di sincrotrone proveniente da elettroni ultrarelativistici che si muovono a spirale in campi magnetici, e una componente ad alta energia con un picco nel regime MeV-TeV, comunemente interpretata come diffusione Compton inversa dei fotoni di sincrotrone stessi (SSC) o dei fotoni esterni dal disco di accrescimento, dalla regione a linea larga o dal toro polveroso (EC). La rapida variabilità su scale temporali da minuti a giorni limita la dimensione della regione emittente a solo poche ore luce, il che implica campi magnetici compatti e altamente ordinati e meccanismi efficienti di accelerazione delle particelle.

Contesto teorico

La formazione e la collimazione del getto sono governate da processi magnetoidrodinamici vicino al buco nero, inclusa l'estrazione dell'energia rotazionale di Blandford-Znajek e il meccanismo del vento del disco di Blandford-Payne. Le simulazioni numeriche mostrano che i campi magnetici poloidali su larga scala possono lanciare deflussi dominati dal flusso di Poynting che convertono gradualmente l’energia magnetica in energia cinetica, accelerando il flusso a velocità relativistiche e modellandolo in un fascio stretto con angoli di apertura di pochi gradi. Osservativamente, i getti mostrano strutture nodose, apparenti movimenti superluminali e alti gradi di polarizzazione lineare che rivelano la geometria ordinata del campo magnetico. La composizione dei jet Blazar rimane dibattuta; I modelli leptonici spiegano la maggior parte dell’emissione a banda larga con elettroni e positroni, mentre gli scenari adronici invocano protoni e ioni più pesanti, prevedendo la produzione di neutrini e raggi cosmici ad alta energia. L’interazione tra il getto e il suo ambiente – l’interazione con il gas interstellare o intracluster, il feedback sulla formazione stellare e il ruolo nell’evoluzione delle galassie – continua a essere uno degli obiettivi principali dell’astrofisica delle alte energie.