Radiogalaxia

Las radiogalaxias y sus parientes, quásares radio-intensos y blazars, son tipos de galaxia activa muy luminosas en frecuencias de radio (de hasta 1038 W entre 10 MHz y 100 GHz). La emisión de radio es debida a la radiación sincrotrón.

La estructura observada en la emisión de radio es determinada por la interacción entre chorros de materia gemelos y un medio externo, modificado por los efectos de la dirección relativista. Las galaxias activas radio-intensas son interesantes no solo por sí mismas, sino también porque pueden ser detectadas a grandes distancias, convirtiéndolas en herramientas valiosas para la cosmología observacional. Recientemente se ha utilizado los efectos de estos objetos en el medio intergaláctico, particularmente en las agrupaciones galácticas.

Procesos de emisión

La emisión de radio de las radiogalaxias radio-intensas es una emisión sincrotrón, como se dedujo de su naturaleza multifrecuencia y polarización fuerte. Esto implica que el plasma contiene, al menos, electrones con velocidades relativistas (con factores de Lorentz de ~104) y campos magnéticos. Como el plasma debe ser neutro, también puede contener protones o positrones. No hay una forma de determinar el contenido de partículas de la observación directa de la radiación sincrotrón. Además, no hay forma de determinar las densidades de energía en partículas y campos magnéticos a partir de su observación: es decir, la misma emisión sincrotrón puede ser el resultado de pocos electrones y un campo fuerte, o un campo débil y muchos electrones o un estado intermedio. Es posible determinar una condición de energía mínima que es la densidad de energía mínima que una zona con una emisión dada puede tener,[1] pero durante muchos años no hubo una razón en particular para creer que las energías verdaderas estuviesen en alguna parte cerca de las energías mínimas.

Un proceso similar a la radiación sincrotrón es el proceso Compton inverso, en el que electrones relativistas interactúan con fotones del ambiente y se produce una difusión Thomson de ellos a altas energías. La emisión Compton inversa de las fuentes radio-intensas ha resultado ser particularmente importante en rayos X[2] y, debido a que depende sólo de la densidad de electrones (y de la densidad de fotones cuando es conocida), una detección de la difusión Compton inversa permite una estimación de las densidades de energía en partículas y campos magnéticos. Se ha utilizado para sostener que la mayoría de las fuentes están realmente bastante cerca de su condición de energía mínima.

La radiación sincrotrón no está confinada a longitudes de onda de radio: si una fuente de radio puede acelerar partículas a energías muy altas, que han sido detectadas también pueden ser vista en infrarrojos, luz, ultravioletas o incluso rayos X, aunque en el último caso, los electrones deben tener energías superiores a 1 TeV. De nuevo, la polarización y el espectro continuo son utilizados para distinguir la radiación sincrotrón de otros procesos de emisión. Los chorros de materia y los puntos calientes son las fuentes habituales de radiación sincrotrón de alta frecuencia. Es difícil distinguir por observación entre la radiación sincrotrón y la radiación de Compton inversa, y hay un desacuerdo actual sobre que procesos se ven en algunos objetos, particularmente en los rayos X.

Los procesos que producen la población de partículas no térmicas relativistas que aparecen en la radiación sincrotrón y Compton inversa son conocidas de forma colectiva como aceleración de partículas. La aceleración Fermi es un proceso de aceleración de partículas plausible en la radiogalaxias radio-intensas.

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