Astrofisica delle alte energie2013

Fabrizio FioreLuigi StellaINAF-OAR

fiore@oa-roma.inaf.itstella@oa-roma.inaf.it

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Astrofisica delle alte energie1. Introduzione: cosa sono i processi di alta energia e in quali contesti

astrofisici si osservano. Sorgenti galattiche e sorgenti extragalattiche, buchi neri e stelle di neutroni, un primo sguardo.Cenni storici

2. Nuclei galattici attivi. Fenomenologia. Modelli unificati e modelli evolutivi. Getti relativistici e moti superluminali. Winds e altri outflows. Demografia. Evoluzione. Feedbacks.

3. Gamma ray Bursts. Proprieta' osservative. Fireball e analogie con i Blazars.

4. Sorgenti compatte galattiche. Proprieta' osservative delle stelle di neutroni isolate e in sistemi binari: pulsars e binarie X. Proprieta' osservative dei buchi neri galattici.

5. Processi di emissione rilevanti in AAE: ciclotrone, sincrotrone, effetto Compton Inverso, radiazione di curvatura.

6. Come viene prodotta la radiazione: accrescimento, dischi di accrescimento, estrazione dello spin delle stelle di neutroni. Accelerazione di particelle, accelerazione statistica.

Processi di alta energia: M87

M87

The BH at the Galactic centre

NIR NIR X-rays

Black Holes: detecting the horizon

mmVLBI

Gamma ray burststhe most energetic explosion in the Universe

after the big bang

Long GRB

Short GRB

Mechanisms for the extraction of energy from a compact source

• Accretion• Spin• Magnetic field

AccretionUna delle maniere di accelerare una particella e' quella di sottoporla ad un campo gravitazionale. Ad esempio se si lascia cadere un corpo questo e' sottoposto ad una accelerazione di gravita' che lo fa cadere per terra.

L’accelerazione e' tanto maggiore quanto piu' grande e' la massa che determina il campo gravitazionale e tanto minore e' la distanza dal centro di questa massa. Raggio della terra = 6378 kmRaggio del sole =700mila km=109 RtDimensioni sistema solare = 1.5 1013 cm = 150 milioni di kmDimensioni di una galassia = 10 kpc = 300 milioni di miliardi di kmR stella di neutroni di massa solare = 15 kmR buco nero massa solare = 10 kmR buco nero di massa 108Msun = 1013 cm = dimensioni sistema solare

Chi paga? Il potenziale gravitazionale della materia in accrescimento

Accretion disks

SpinChi paga? L’energia rotazionale della stella compatta

Campo magneticoChi paga? Il campo magnetico 1015 Gauss