Кіріспе

Айналмалы астрономиялық объектінің осьі бойымен ағып жатқан иондалған материя шоғы. Астрофизикалық джет – иондалған материя ағынының айналу осьі бойымен созылған шоғы ретінде шығарылатын астрономиялық құбылыс. Бұл шоқтағы материяның күрт үдеуі жарық жылдамдығына жақымдағанда, астрофизикалық джеттер арнайы салыстырмалылық теориясының әсерлерін көрсететін болғандықтан, релятивистік джеттерге айналады. Астрофизикалық джеттердің қалыптасуы мен қуаттандырылуы – көптеген жоғары энергиялы астрономиялық көздермен байланысты өте күрделі құбылыс. Олар аккрециялық дискілердегі динамикалық өзара әрекеттесулер нәтижесінде пайда болады, ал олардың белсенді процестері қара тесіктер, нейтронды жұлдыздар немесе пульсарлар сияқты тығыз орталық объектілермен байланысты. Бір түсіндірме бойынша, өрілген магниттік өрістер екі диаметралды қарама-қарсы шоқты орталық көзден бірнеше градусқа ғана ажыратылатын бұрыштармен (c. > 1%) бағыттау үшін ұйымдастырылады. Джеттерге жалпы салыстырмалылық эффектісі, яғни кеңістік-уақыттың бұрылуы да әсер етуі мүмкін. Ең ірі және белсенді джеттердің көпшілігі квазарлар мен радиогалактикалар сияқты белсенді галактикалардың орталығындағы немесе галактикалар шоғырында орналасқан супермассивті қара тесіктер (SMBH) арқылы қалыптасады. Мұндай джеттердің ұзындығы миллиондаған парсекке жетеді, сондай-ақ олар АГБ жұлдыздарының эволюциясынан кейін пайда болатын, планеталық және биполярлы тұмандықтармен де байланысты болуы мүмкін.

Релятивистік ұшқыштар

Релятивистік ұшқыштар – жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен үдетілген иондалған материяның сәулелері. Көпшілігі белсенді галактикалардың, радиогалактикалардың немесе квазарлардың орталық қара тесіктерімен, сондай-ақ галактикалық жұлдыздық қара тесіктермен, нейтрон жұлдыздарымен немесе пульсарлармен байқау арқылы байланыстырылған. Сәулелердің ұзындығы бірнеше мың, жүз мың немесе миллион парсекке дейін созылуы мүмкін. Галактикалардағы массивті орталық қара тесіктерде ең қуатты ұшқыштар пайда болады, бірақ олардың құрылымы мен мінез-құлқы кіші галактикалық нейтрон жұлдыздары мен қара тесіктерге ұқсас. Бұл SMBH жүйелері көбінесе микроквазарлар деп аталады және олардың жылдамдықтары кең ауқымды. Мысалы, SS 433 ұшқышының орташа жылдамдығы 0,26c құрайды. Релятивистік ұшқыштардың қалыптасуы байқалатын гамма-сәулелердің шығуына да түсіндіру берілуі мүмкін, олардың ұшқылары ең релятивистік, ультрарелятивистік болып табылады. Ұшқыштардың құрамын анықтайтын механизмдер әлі де белгісіз, бірақ кейбір зерттеулер ұшқыштардың электрлік бейтарап ядролар, электрондар және позитрондардан тұратын қоспасынан құралған модельдерді қолдайды, ал басқалары позитрон-электрон плазмасынан тұратын ұшқыштармен сәйкес келеді. Релятивистік позитрон-электрон ұшқырында кездесетін іздер ядроларының өте жоғары энергияға ие болуы күтіледі, себебі бұл ауыр ядролар позитрон мен электронның жылдамдығына тең жылдамдыққа жете алады.

Мүмкін энергия көзі ретінде айналу

Релятивистік сәуле ұшыру үшін қажетті энергияның зор мөлшеріне байланысты, кейбір сәулелер айналатын қара тесіктердің қуатымен жұмыс істейтін болуы мүмкін. Дегенмен, сәулелермен байланысты жоғары энергиялы астрофизикалық көздердің жиілігі, аккрециялық дискідегі энергиямен және оны тудыратын көзден шығатын рентген сәулелерімен байланысты әртүрлі механизмдердің үйлесімін көрсетеді. Қара тесіктен астрофизикалық сәулеге энергияның қалай берілетінін түсіндіру үшін екі ерте теория қолданылды:

Бландфорд-Знаек процесі. Бұл теория аккрециялық дискінің маңындағы магниттік өрістерден энергияның алынуын түсіндіреді, олар қара тесіктің айналуымен тартылып, бұрылады. Содан кейін релятивистік материал өріс сызықтарының қысылуы арқылы ұшырылуы мүмкін. Пенроз механизмі. Мұнда энергия айналатын қара тесіктен кадрдың тартылуы арқылы алынады, кейін Рева Кей Уильямс бұл механизмнің релятивистік бөлшектердің энергиясын және импульсын шығара алатынын теориялық тұрғыдан дәлелдеді, содан кейін бұл сәулелердің пайда болуының мүмкін механизмі екені көрсетілді. Бұл құбылысқа жалпы салыстырмалылықтың гравитомагнетизмін қолдану кіреді.

Нейтрон жұлдыздарының релятивистік ұшқыштары

Сондай-ақ, айналып тұрған нейтронды жұлдыздардан да реактивті сәулелерді байқауға болады. Мысалы, IGR J11014-6103 пульсары, ол үшіншілік жолдан байқалған ең үлкен реактивті сәулеге ие, ал оның жылдамдығы жарық жылдамдығының 80% құрайды (0,8c). Рентгендік байқаулар алынған, бірақ радиолық сигнал мен аккрециялық дискі табылған жоқ. Алғашқыда бұл пульсардың жоғары жылдамдықпен айналатыны болжанған, бірақ кейінгі өлшемдер оның айналу жиілігі 15,9 Гц ғана екенін көрсетті. Мұндай төмен айналу жиілігі және аккрециялық материалдың жоқтығы реактивті сәуленің айналу немесе аккреция арқылы туындамайтынын көрсетеді, бірақ ол пульсардың айналу осімен және пульсардың нақты қозғалысына перпендикуляр болып көрінеді.