Chorro relativista

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Nota de desambiguación.svg Desambiguación : si está buscando la versión no relativista de baja energía de este fenómeno, consulte el chorro polar .


Un chorro relativista es un chorro de plasma extremadamente poderoso que emerge del centro de algunas galaxias activas , particularmente radiogalaxias y quásares . Su longitud puede alcanzar varios miles [1] o, a veces, cientos de miles de años luz . [2] Se cree que la distorsión de los campos magnéticos en el disco de acreción coincide a lo largo del eje de rotación del objeto central, de modo que cuando las condiciones lo permiten, un chorro puede emerger de ambos lados del propio disco de acreción. Si el chorro está orientado a lo largo de la línea de visión de la Tierra, el radián relativista cambia su brillo aparente. [3] El mecanismo de creación de los chorros [4] [5] y la composición de los chorros [6] son objeto de un fuerte debate en el campo científico; Se cree que los chorros están compuestos de una "mezcla" eléctricamente neutra de electrones , positrones y protones , en proporción.

Chorros similares, pero que se cree que son de menor escala, pueden desarrollarse alrededor de los discos de acreción de las estrellas de neutrones y en los agujeros negros estelares . Estos sistemas a menudo se denominan microcuásares . Un ejemplo famoso es el SS433 , cuyos chorros bien observados tienen una velocidad de 0,23 c , aunque otros microcuásares parecen tener chorros de mayor velocidad (pero medidos con menos precisión). A veces, los chorros más débiles y menos relativistas pueden asociarse con muchos sistemas binarios ; el mecanismo de aceleración de estos chorros puede ser similar al proceso de reconexión magnética observado en la magnetosfera y el viento solar de la tierra.

Se cree que la formación de chorros relativistas es la forma de explicar la producción de estallidos de rayos gamma ; estos chorros tienen factores de Lorentz de alrededor de 100, lo que los convierte en uno de los objetos celestes más rápidos que se conocen en la actualidad.

Agujeros negros rotativos como fuentes de energía

Virgo A Galaxy emite un chorro relativista.
El chorro de la Galaxia Virgo A visto en radiofrecuencia .

Debido a la gran cantidad de energía necesaria para lanzar un chorro relativista, se cree que algunos chorros funcionan con agujeros negros en rotación. Hay dos teorías contradictorias sobre cómo se transfiere la energía del agujero negro al chorro.

  • Proceso de Blandford-Znajek : [7] esta es la teoría más seguida para la extracción de energía del agujero negro; los campos magnéticos alrededor del disco de acreción son arrastrados por la rotación, es creíble que se lance el material relativista, enganchado a la tensión de las líneas de campo.
  • Proceso de Penrose : [8] Este modelo extrae energía de un agujero negro en rotación a través del efecto de arrastre ; se demostró que esta teoría podría explicar teóricamente la extracción de energía de partículas relativistas, [9] y, en consecuencia, resultó ser un posible mecanismo para la formación de chorros. [10]

Nota

  1. ^ Biretta, J. (1999, 6 de enero). El Hubble detecta un movimiento más rápido que la luz en Galaxy M87 ( http://www.stsci.edu/ftp/science/m87/m87.html )
  2. ^ Universidad de Yale - Oficina de asuntos públicos (2006, 20 de junio). Evidencia de partículas ultraenergéticas en Jet from Black Hole ( http://www.yale.edu/opa/newsr/06-06-20-01.all.html )
  3. ^ Vladimir Semenov, Sergey Dyadechkin y Brian Punsly, Simulaciones de chorros impulsados ​​por rotación de agujeros negros , en Science , vol. 305, n. 5686, 13 de agosto de 2004, págs. 978–980, DOI : 10.1126 / science.1100638 . Consultado el 2 de junio de 2021 .
  4. ^ Meier, LM (2003). La teoría y simulación de la formación de chorro relativista: hacia un modelo unificado para micro y macrocuásares, 2003, New Astron. Rev. , 47 , 667. ( http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312048 )
  5. ^ (EN) Natalie Wolchover, Physicists Identify the Black Hole Engine Powering Energy Beams , de Quanta Magazine, 20 de mayo de 2021. Consultado el 2 de junio de 2021.
  6. ^ Georganopoulos, M.; Kazanas, D.; Perlman, E.; Stecker, F. (2005) Comptonización a granel del fondo cósmico de microondas por chorros extragalácticos como sonda de su contenido de materia, The Astrophysical Journal , 625 , 656. ( http://arxiv.org/abs/astro-ph/0502201 )
  7. ^ Blandford, RD, Znajek, RL (1977), Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , 179, 433
  8. ^ Penrose, R. (1969). Colapso gravitacional: el papel de la relatividad general. Revista New Cimento , número especial 1 , 252-276.
  9. ^ Williams, RK (1995, 15 de mayo). Extracción de rayos X, rayos Ύ y pares e - e + relativistas de los agujeros negros supermasivos de Kerr utilizando el mecanismo de Penrose. Revisión física , 51 (10), 5387-5427.
  10. ^ Williams, RK (2004, 20 de agosto). Chorros e - e + polares vorticales colimados que escapan intrínsecamente producidos por la rotación de agujeros negros y procesos de Penrose. The Astrophysical Journal , 611 , 952-963. ( http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404135 )

Bibliografía

  • ( ES ) Fulvio Melia, The Edge of Infinity. Agujeros negros supermasivos en el universo 2003, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-81405-8

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