small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Magnetyzacja dżetów w jasnych blazarach

Blazary to bardzo jasne radiowo kwazary, a których relatywistyczne dżety są skierowane w stronę obserwatora. Typowe widmo blazara składa się z dwóch elementów: jeden z nich ma maksimum natężenia w zakresie promieniowania widzialnego, a drugi w promieniach gamma. Wiemy, że promieniowanie o niższej energii to promieniowanie synchrotronowe, gdyż jest ono silnie spolaryzowane. Jasność tych obiektów zdominowana jest jednak promieniowaniem drugiego składnika, który powstaje przez oddziaływanie relatywistycznych elektronów w dżecie z zewnętrznymi fotonami. Stosunek jasności promieniowania gamma do jasności promieniowania synchrotronowego, oznaczony jako parameter 'q' (ang. 'Compton dominance'), typowo ma wartość około 10. Fakt ten jest bardzo istotnym ograniczeniem na skład i energetykę dżetów oraz otoczenia kwazara.

 

Blazary to jedne z najbardziej energetycznych obiektów w znanym nam Wszechświecie i, chociaż zajmujemy się nimi od wielu lat, nadal bardzo wiele pytań odnośnie ich natury pozostaje  bez odpowiedzi. Podstawowy problem dotyczy położenia miejsca, z którego pochodzi większość obserwowanego promieniowania. Część środowiska naukowego twierdzi, że promieniowanie produkowane jest bardzo blisko centralnej czarnej dziury, w odległości poniżej 1 parseka, podczas gdy inni wskazują na dużo większe odległości, powyżej 3 parseków. Innym, bardzo interesującym problemem jest skład dżetów. Sądzimy, że dżety początkowo zdominowane są energią pola magnetycznego i przyspieszają kosztem tej energii.

 

W pracy "Magnetization of jets in luminous blazars" autorzy: Mateusz Janiak, Marek Sikora i Rafał Moderski, z CAMK w Warszawie, badają zależność parameteru 'q' od magnetyzacji dżetu (stosunek strumienia energii magnetycznej do strumienia energii kinetycznej materii), odległości od centralnej czarnej dziury i dwóch skrajnych przypadków geometrii zewnętrznych źródeł promieniowania, które dostarczają fotonów do produkcji promieniowania gamma. Modele teoretyczne używają kluczowych parametrów obserwacyjnych takich jak masa czarnej dziury, tempo akrecji czy moc dżetu. Modele numeryczne pokrywają bardzo szeroki zakres odległości od czarnej dziury od 0.003 do 30 parseków. Głównym wynikiem pracy jest fakt, że duże, obserwowane wartości parametru 'q' implikują bardzo małą magnetyzację dżetów w strefie, gdzie produkowane jest promieniowanie, co z kolei pokazuje, że konwersja pomiędzy dżetami zdominowanymi polem magnetycznym i energią kinetyczną materii zachodzi znacznie bliżej centralnej czarnej dziury niż produkcja promieniowania. Typowe wartości magnetyzacji dżetu otrzymane w pracy to 0.1 dla sferycznej geometrii zewnętrznych źródeł promieniowania i 0.01 dla geometrii płaskiej. Istotnym wnioskiem jest też fakt, że strefa produkcji promieniowania nie może być położona zbyt blisko czarnej dziury - z uwagi na zbyt dużą wtedy wartość częstotliwości piku promieniowania synchrotronowego, ani zbyt daleko - z uwagi na zbyt niską efektywność produkcji promieniowania.

 

Rysunek (z cytowanej pracy): Zależność stosunek jasności promieniowania gamma do jasnościvpromieniowania synchrotronowego (parameter 'q') od odległości od centralnej czarnej dziury dla różnych wartości magnetyzacji dżetu (stosunku strumienia energii pola magnetycznego do strumienia energii kinetycznej materii) i dwóch geometrii zewnętrznych źródeł promieniowania: sferycznej i płaskiej.

Archiwa


Kategorie