Εκλάμψεις ακτίνων Χ και γ από επιτάχυνση και ακτινοβολία φορτίων σε πίδακες ενεργών γαλαξιών

Abstract

In this thesis we studied the relation of the time-dependent, multi-wavelength emission of active galaxies with the characteristics of particle acceleration.For the description of the emission of active galaxies we developed a two-zone leptonic model, where electrons are accelerated from a shock wave moving along the jet and then enter a wider area where they lose energy through synchrotron radiation and inverse Compton scattering the disc photons.Flare production in active galaxies was attributed to the time-dependency of one or more of the following parameters: injection rate, acceleration time, escape time and magnetic field. With this way, a large variety of X- and γ-ray flares was produced, which were examined regarding to their characteristics. Emphasis was given on the size, duration and shape of the flares, as well as on the time lags between low- and high-frequency flares.The results were compared to the observed flares of two active galaxies. The successful application of the model to these objects suggests that the model is capable of explaining satisfactorily particle acceleration in active galaxies.

Στην εργασία αυτή μελετήθηκε η σχέση της χρονικά μεταβαλλόμενης, πολυκυματικής ακτινοβολίας των ενεργών γαλαξιών με τα χαρακτηριστικά της επιτάχυνσης των σωματιδίων που την παράγουν.Για την περιγραφή της εκπομπής των ενεργών γαλαξιών αναπτύχθηκε ένα λεπτονικό μοντέλο δύο ζωνών, όπου ηλεκτρόνια επιταχύνονται από ένα κρουστικό κύμα που κινείται κατά μήκος του πίδακα και στη συνέχεια εισέρχονται σε μια ευρύτερη περιοχή όπου χάνουν ενέργεια λόγω της ακτινοβολίας synchrotron που εκπέμπουν και του αντίστροφου σκεδασμού Compton των φωτονίων του δίσκου προσαύξησης.Η παραγωγή εκλάμψεων στους ενεργούς γαλαξίες αποδόθηκε στη χρονική μεταβολή των παραμέτρων του μοντέλου, δηλαδή του ρυθμού έγχυσης σωματιδίων, των χρόνων επιτάχυνσης και απόδρασης και της έντασης του μαγνητικού πεδίου. Με τον τρόπο αυτό παράχθηκε μια μεγάλη ποικιλία εκλάμψεων στις ακτίνες Χ και γ, οι οποίες εξετάστηκαν ως προς το είδος και τα χαρακτηριστικά τους. Μεγαλύτερη έμφαση δόθηκε στο μέγεθος, τη διάρκεια και τη μορφή των εκλάμψεων, καθώς και στην εμφάνιση υστερήσεων μεταξύ υψίσυχνων και χαμηλόσυχνων εκλάμψεων.Τα αποτελέσματα αυτά συγκρίθηκαν με τις παρατηρούμενες εκλάμψεις δύο ενεργών γαλαξιών. Η επιτυχής εφαρμογή του μοντέλου σε αυτά τα δύο αντικείμενα δείχνει ότι το μοντέλο μπορεί να περιγράψει ικανοποιητικά την επιτάχυνση των σωματιδίων στους ενεργούς γαλαξίες.