M10 Astrophysique des Hautes Energies

Topique

L'élément central de ce modèle est la population d'électrons relativistes présents au sein d'une source astrophysique magnétisée.

L'émission synchrotron se produit lorsque ces électrons, dotés de facteurs de Lorentz très élevés, tournent sur eux-mêmes dans un champ magnétique. Le fait que la fréquence à laquelle cette émission atteint son maximum augmente à la fois avec le carré du facteur de Lorentz de l'électron et avec l'intensité du champ magnétique lui-même signifie que des électrons suffisamment énergétiques finissent par émettre des ondes radio et des rayons X mous, même dans des champs magnétiques aussi faibles que ceux du milieu interstellaire.

L'effet Compton inverse, quant à lui, est le processus inverse : un électron relativiste de cette même population transfère de l'énergie à un photon de faible énergie, multipliant l'énergie du photon par approximativement le carré du facteur de Lorentz de l'électron. Alimenté soit par des photons synchrotron provenant de la même source, soit par des photons du fond diffus cosmologique, ce mécanisme est précisément ce qui produit les rayons gamma de très haute énergie observés dans les blazars. Le spectre en loi de puissance de cette population d'électrons relativistes est la signature caractéristique du mécanisme d'accélération par collisions de Fermi, et cet indice de loi de puissance détermine directement l'indice spectral du rayonnement synchrotron résultant. Ainsi, de la population d'électrons relativistes présentée au début de ce document à l'indice spectral final, en incluant l'émission synchrotron et l'effet Compton inverse, les processus radiatifs de haute énergie permettent de mesurer le spectre radio ou X d'une source informative, révélant directement le mécanisme d'accélération des particules qui l'a produite.

ID:3946