Jets superrelativistas.

[Miguel L]

Jets, en galaxias activas, estrellas en formacion, cuasares,Etc.

Origen, mecanismo y descripcion, radiotelescopios,  interesante articulo...

Cita

Las partículas cargadas del disco

siguen las líneas de campo magnético, y son

por tanto extraídas del disco e inyectadas en

el jet, tal y como hemos observado en la

radio galaxia 3C120. La colimación de este

flujo de partículas en un jet se produce a

través de la componente toroidal del campo

magnético, es decir, los “anillos” de campo

magnético que envuelven el jet. Estos ani-

llos comprimen el fluido, como si se trata-

sen de gomas elásticas, ya que las partículas

cargadas necesitan mucha energía para

poder atravesar el campo magnético toroi-

dal, mientras que se mueven libremente

siguiendo la líneas de campo a lo largo del

jet, siguiendo la ley de Lorent

 

. Por otro

lado, la expansión del jet hace que la pre-

sión ejercida por el campo magnético vaya

disminuyendo a lo largo del mismo, crean-

do un gradiente de presión que acelera el

fluido hasta velocidades relativistas, del

mismo modo que las diferencias de presión

en la atmósfera dan lugar a fuertes vientos

. Estamos

por tanto obteniendo por primera vez claras

evidencias de los mecanismos de forma-

ción, colimación y aceleración en los jets

relativistas comúnmente presentes en gala-

xias activas, que pueden extrapolarse a otros

escenarios astrofísicos como microcuásares

o hipernovas (asociadas con los GRBs

 

El articulo completo en:

http://www.sea-astronomia.es/drupal/sites/default/files/archivos/descubre/jets_galaxias_activas.pdf

Saludos.

[Richard R Richard]

Cuando escribiste superrelativista, capturaste mi atención, mi primera impresión fue que encontraría un articulo que avanzaría en contra de la TRG, y ya me había puesto a la defensiva, pero claro... solo son velocidades relativistas

 

del mismo articulo...

Cita

¿Más rápido que la luz? Observaciones con el VLBA han permitido realizar un seguimiento mensual durante casi dos años del jet en la radiogalaxia 3C120, lo que constituye uno de los estudios más detallados hasta la fecha de este tipo de objetos. Las regiones de emisión más intensa -componentes- del jet muestran un comportamiento característico de estas fuentes, pero no por ello menos intrigante: su movimiento proyectado en el plano del cielo es muy superior al de la velocidad de la luz. Este efecto, conocido como movimiento superlumínico, fue observado por primera vez en la década de los 70 y se pensó que constituía la primera violación de la teoría de la relatividad de Einstein. Sin embargo, es perfectamente explicable dentro de la teoría de la relatividad y nos ha permitido constatar un hecho de suma importancia en el estudio de los jets en AGN: el material que viaja a lo largo de los jets ha de hacerlo a una velocidad que, si bien no es superior a la velocidad de la luz, sí ha de ser muy cercana a ella (del orden del 90% o superior), y además ha de viajar en una dirección cercana a la de la visual.

 

pero en realidad se deben a (de wikipedia)

Cita

Un observador puede concluir incorrectamente que dos objetos se están moviendo más rápidamente que la velocidad de la luz, si de manera errónea suma ambas velocidades de acuerdo con los postulados de la física newtoniana.

.......

para dos partículas moviéndose a {\displaystyle \beta } y {\displaystyle -\beta } respectivamente, donde

{\displaystyle \beta =v/c\,\!}

y

{\displaystyle -\beta =-v/c\,\!},

entonces desde el punto de vista del observador, la velocidad relativa Δβ (usando la velocidad de la luz c como unidad) resulta

{\displaystyle \Delta \beta ={\beta -(-\beta ) \over 1+\beta ^{2}}={2\beta \over 1+\beta ^{2}}},

que es menor que la velocidad de la luz.

 

Saludos

[Miguel L]

Gracias Richard, fundamentalmente lo publique porque fue la primera explicación que encontré respecto al mecanismo de los jets, además es un interesante ejemplo de cómo “sustraer” materia barionica a la inmensa gravedad de un agujero negro, también ilustra la proporción entre “fuerzas” electromagnéticas y gravitatorias, aunque “fuera” del horizonte de sucesos.

De cualquier manera, es el único ejemplo que conozco de “escape” con tanta proximidad.

Saludos.

[Richard R Richard]

hace 8 minutos, Miguel L dijo:

 fue la primera explicación que encontré respecto al mecanismo de los jets,

 Hola Miguel, te comento  lo que entendido del mecanismo de los jets, 

La TRG afirma que cerca de un agujero negro el espacio-tiempo se curva tanto que acelera la materia hacia el agujero y la comprime muy rapidamente, con la fuerza de marea.

En su viaje hacia el horizonte de sucesos, primero la gravedad extrema quiebra los enlaces quimicos entre moleculas libreando energia termica o de baja frecuencia de radiación electromagnetica, luego las colisiones entre atomos a diferentes velocidades de descenso se hacen mas energicas y los hacen perder electrones, protones y neutrones, liberando energía electromagnetica de frecuencia en el orden de los rayos X y gamma, que son las que se pueden ver en los jets, es decir que son una especie torbellino donde por conservación del momento angular la materia cae en espiral y la radiacion sale en una especie de cono en dos direcciones opuestas al agujero negro.  Por supuesto la materia que cruza el horizonte no vuelve a salir ni a radiar, la unica manera que se dice que un agugero negro devuelve energia al espacio-tiempo es por medio de la radiación de Hawking, por lo que el jet existe mientras hay materia acelerandose en las proximidades.

A medida que las colisiones se producen la radiación electromagnetica impacta con una pequeña porción de la materia que se va acercando y la impulsa a altisimas velocidades fuera de la cercania del agujero negro.esta es la materia de la que estan compuesta los jets, no solo de radiación.

 

Saludos

[Panchosanpancho]

Muy buenos estos posts, me parecen muy interesantes. Muchas gracias Miguel y Richard!

[Miguel L]

Tratando de sumar a lo expresado por Richard.

Cita

En su viaje hacia el horizonte de sucesos, primero la gravedad extrema quiebra los enlaces químicos entre moléculas libreando energía térmica o de baja frecuencia de radiación electromagnética, luego las colisiones entre átomos a diferentes velocidades de descenso se hacen mas enérgicas y los hacen perder electrones, protones y neutrones, liberando energía electromagnética de frecuencia en el orden de los rayos X y gamma, que son las que se pueden ver en los jets, es decir que son una especie torbellino donde por conservación del momento angular la materia cae en espiral y la radiación sale en una especie de cono en dos direcciones opuestas al agujero negro.

Existe algo a tener en cuenta:

En las proximidades del agujero negro, en el “desgarro” o separación de cargas por rozamiento, existe un “diferenciamiento” respecto a las cargas + o - , por su diferencia de masas, (protones y electrones), ambas no actúan de la misma manera, porque de lo contrario los campos magnéticos generados por rotación en el disco, se anularían mutuamente.

Como existe un campo magnético residual, las cargas de mayor masa (protones), son mas rápidamente aceleradas al horizonte de sucesos, y los electrones en menor medida, esto determina una mayor permanencia en el disco de electrones, lo que implica la intensidad del  campo magnético resultante, que mientras se mantenga, genera los Jets.

Saludos.

[Miguel L]

Buscando trabajos relacionados a la "conservacion de la carga en jets", encontre esta monografia bastante completa respecto a "fisica de los jets".

Y si, la conservacion de la carga se cumple tambien en los Jets.

Cita

Cuando un AN rotante es rodeado por líneas de campo magnéticas soportadas por corrientes externas fluyendo en un disco ecuatorial, se induce una diferencia de potencial eléctrico. Si la magnitud del campo es lo suficientemente grande, el vacío es inestable y produce una cascada de producción de pares electrón-positrón y se establecerá una magnetosfera force-free envolvente.

Bajo estas circusntancias puede demostrarse que puede extraerse energía y momento angular del agujero nergro.

Puede demostrarse que si la energía y el momento angular son extraidos solamente electro-

magneticamnete, la estacionariedad requiere que la magnitud del campo magnético decrezca con el radio. De este modo es posible extraer la energía gravitacional de la materia que está cayendo sin disipación térmica en el disco y también colimar esta energía en dirección paralela al eje de rotación. Este proceso es similar al mecanismo de Penrose si se piensa en términos de partículas dentro del horizonte de eventos interactuando con partículas muy lejanas del AN a través del campo magnético.

El disco condensado es altamente conductor, entonces es de esperar que el campo magnéti-

co este congelado al plasma. Por el arrastre de los sistemas inerciales en la ergosfera, el disco de plasma esta forzado a rotar en la misma dirección que el AN. Lejos del plano ecuatorial la rotación de las líneas de campo que son ancladas por el disco en rotación inicia un viento saliente impulsado centrífugamente en los tubos magnéticos. Astrofísicamente, este viento dominado magneticamente puede disipar su flujo de Poynting en un jet a gran distancia del AN.

 Dada la falta de observaión de objetos a gran escala cargados en el universo, se considera que los AN son eléctricamente neutros.

Las bases de la formación de jets no necesitan de ninguna propiedad exclusiva de los ANs, tal como un horizonte de eventos.

Sin embargo, en términos de potencial gravitatorio las estrellas de neutrones son casi AN, y

entonces las similitudes no deben sorprender.

El original en:

http://astrofrelat.fcaglp.unlp.edu.ar/agujeros_negros/media/monografias/Del_Valle.pdf

Saludos.

 

Editado 4 de Octubre del 2016 por Miguel L