E9 Astrofísica de Altas Energias

Tópico

A astrofísica de altas energias estuda processos com energias muito superiores às energias térmicas comuns: raios X e raios gama.

A emissão síncrotron ocorre quando elétrons acelerados a velocidades próximas à da luz ficam aprisionados em um campo magnético. A potência que esses elétrons irradiam dessa forma aumenta com o quadrado de sua energia relativística e também com a intensidade do campo magnético circundante. Isso faz com que a emissão síncrotron seja dominante em remanescentes de supernovas, jatos de núcleos galácticos ativos e pulsares.

Os raios cósmicos, por outro lado, são partículas aceleradas a energias extraordinárias por mecanismos que operam dentro dos choques produzidos tanto por supernovas quanto por núcleos galácticos ativos.

O espectro desses raios cósmicos segue uma lei de potência que se inclina, ou muda de inclinação, em dois pontos característicos conhecidos como joelho e tornozelo. Essa mudança de inclinação em cada um desses dois pontos marca uma mudança no regime físico do mecanismo de aceleração que domina dentro dessa faixa de energia. Observatórios espaciais e terrestres especializados em raios X e raios gama cobrem coletivamente todas essas janelas do espectro de alta energia. Assim, desde as energias muito superiores às térmicas, com as quais este documento começa, até essas janelas espectrais com as quais ele termina, incluindo a emissão síncrotron e os raios cósmicos acelerados em colisões de supernovas e núcleos ativos, a astrofísica de alta energia revela que os eventos mais violentos do universo deixam uma assinatura que só se torna visível fora do alcance da luz perceptível aos nossos olhos.

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