Un chorro astrofísico es un fenómeno astronómico en el que las salidas de materia ionizada se emiten como un haz extendido a lo largo del eje de rotación . [1] Cuando esta materia muy acelerada en el haz se acerca a la velocidad de la luz , los chorros astrofísicos se convierten en chorros relativistas , ya que muestran efectos de la relatividad especial .
La formación y potenciación de chorros astrofísicos son fenómenos muy complejos que están asociados con muchos tipos de fuentes astronómicas de alta energía. Es probable que surjan de interacciones dinámicas dentro de los discos de acreción , cuyos procesos activos están comúnmente conectados con objetos centrales compactos como agujeros negros , estrellas de neutrones o púlsares . Una explicación es que los campos magnéticos enredados están organizados para apuntar dos haces diametralmente opuestos lejos de la fuente central en ángulos de solo varios grados de ancho (c.> 1%). [2] Los chorros también pueden verse influenciados por un efecto de relatividad general conocido como arrastre de tramas . [3]
La mayoría de los chorros más grandes y activos son creados por agujeros negros supermasivos (SMBH) en el centro de galaxias activas como cuásares y radiogalaxias o dentro de cúmulos de galaxias. [4] Estos chorros pueden superar los millones de parsecs de longitud. [2] Otros objetos astronómicos que contienen chorros incluyen estrellas variables cataclísmicas , binarias de rayos X y estallidos de rayos gamma (GRB). Se pueden encontrar chorros en una escala mucho más pequeña (~ parsecs) en regiones de formación estelar, incluidas las estrellas T Tauri y los objetos Herbig-Haro.; estos objetos se forman parcialmente por la interacción de chorros con el medio interestelar . Los flujos de salida bipolares también pueden estar asociados con protoestrellas , [5] o con estrellas post-AGB evolucionadas , nebulosas planetarias y nebulosas bipolares .
Los chorros relativistas son haces de materia ionizada acelerados a una velocidad cercana a la de la luz. La mayoría se han asociado mediante observación con agujeros negros centrales de algunas galaxias activas , radiogalaxias o cuásares , y también con agujeros negros estelares galácticos , estrellas de neutrones o púlsares . Las longitudes de haz pueden extenderse entre varios miles, [6] cientos de miles [7] o millones de parsecs. [2] Las velocidades de los chorros cuando se aproximan a la velocidad de la luz muestran efectos significativos de la teoría especial de la relatividad ; por ejemplo, emisión relativistaque cambia el brillo aparente del haz. [8]
Los agujeros negros centrales masivos en las galaxias tienen los chorros más poderosos, pero su estructura y comportamiento son similares a los de las estrellas de neutrones galácticas más pequeñas y los agujeros negros . Estos sistemas SMBH a menudo se denominan microquásares y muestran una amplia gama de velocidades. El jet SS 433 , por ejemplo, tiene una velocidad media de 0,26 c . [9] La formación de chorros relativistas también puede explicar los estallidos de rayos gamma observados .
Los mecanismos detrás de la composición de los chorros siguen siendo inciertos, [10] aunque algunos estudios favorecen modelos en los que los chorros están compuestos por una mezcla eléctricamente neutra de núcleos , electrones y positrones , mientras que otros son consistentes con chorros compuestos de plasma de positrones y electrones. [11] [12] [13] Se esperaría que los núcleos traza barridos en un chorro relativista de positrones y electrones tuvieran una energía extremadamente alta, ya que estos núcleos más pesados deberían alcanzar una velocidad igual a la velocidad del positrón y del electrón.