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Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Fisica# Fenomeni astrofisici di alta energia# Astrofisica delle galassie

Capire la dinamica dei getti relativistici

Uno sguardo all'accelerazione delle particelle e all'energia nei getti cosmici.

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La Scienza dei GettiLa Scienza dei GettiCosmicinei getti spaziali.Esaminando particelle ad alta energia
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Fonte originale

Titolo: Particles in Relativistic MHD Jets. I. Role of Jet Dynamics in Particle Acceleration

Estratto: Relativistic jets from (supermassive) black holes are typically observed in non-thermal emission, caused by highly-relativistic electrons. Here, we study the interrelation between three-dimensional (special) relativistic magnetohydrodynamics, and particle acceleration in these jets. We inject Lagrangian particles into the jet that are accelerated through diffusive shock acceleration and radiate energy via synchrotron and inverse Compton processes. We investigate the impact of different injection nozzles on the jet dynamics, propagation, and the spectral energy distribution of relativistic particles. We consider three different injection nozzles -- injecting steady, variable and precessing jets. These jets evolve with substantially different dynamics, driving different levels of turbulence and shock structures. The steady jet shows a strong, stationary shock feature, resulting from a head-on collision with an inner back-flow along the jet axis - a jet inside a jet. This shock represents a site for highly-efficient particle acceleration for electrons upto a few tens of TeV and should be visible in emission as a jet knot. Overall, we find that the total number of shocks is more essential for particle acceleration than the strength of the shocks. The precessing jet is most efficient in accelerating electrons to high energies reaching even few hundred TeVs, with power-law index ranging from 2.3 to 3.1. We compare different outflow components, such as jet and the entrained material concerning particle acceleration. For the precessing nozzle, particle acceleration in the entrained material is as efficient as in the jet stream. This is due to the higher level of turbulence induced by the precession motion.

Autori: Ravi Pratap Dubey, Christian Fendt, Bhargav Vaidya

Ultimo aggiornamento: 2023-07-13 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2306.10902

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.10902

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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