Investigação de jatos relativísticos e sua emissão em altas energia por meio da análise de observações em multi-comprimenti-de-onda

Resumo

Fontes astrofísicas galácticas e extragalácticas alimentadas por buracos negros possuem frequentemente jatos relativísticos (por exemplo, GRS 1915 + 105, M87,Cen A). Esses jatos relativísticos apresentam comportamentos extremos exibindo um gamade fenômenos em diferentes energias (de rádio a raio-gama em TeVs), escalas de tempo (por exemplo, exibindo variabildade de minutos a décadas) e escalas espaciais (por exemplo, exibindo jatos colimados estendendo-se até Mpc). Nas últimas décadas, um progresso significativo foi obtido na compreensão dos mecanismos de lançamento dos jatos por processos magnetohidrodinâmicos (Begelman 1995) e processos associados, através de observações e simulações numéricas (de Gouveia Dal Pino 2005). No entanto, os detalhes da formação, colimação, propagação e aceleração de partículas para energias relatvistivisticas nos jatos permanecem desconhecidos até agora. Em uma sub-classe particular de núcleos galácticos ativos (AGNs) chamados blazares, as características observacionais são dominadas pelo jato relativístico orientado com ângulos muito pequenos (<15æ) em relacao `a linha de visada do observador. Estudos dos blazares portanto, oferecem uma amostra única para investigar e compreender os processos enigmáticos associados com jatos relativisticos, bem como suas conexões com a fonte central e o ambiente circundante. Nosso objetivo neste projeto é a abordagem destas questões por meio do estudo de observações multi-comprimento de onda e modelagem teórica das distribuições de energia espectral e das curvas de luz dessas fontes. Investigaremos a natureza e a origem das emissões de alta energia (raios-X e raios-³) e dos processos fisicos que as regem através de um estudo sistemático de fontes que são bem observadas em todo o espectro eletromagnético. A modelagem espectral e temporal dos dados fornecera informações sobre as condições físicas (campo magnético, escalas espaciais, energia das partículas, etc.) dentro da região de emissão e tambem informações valiosas para a realizacao de simulações numéricas mais realistas de jatos. Além disso, esta dupla estratégia tem potencial para desvendar e restringir os processos físicos que acontecem dentro do jato, podendo fornecer novos insights sobre esses processos. Observações em raios-gama em GeV-TeV em particular, atraves dos futuros Telescope Array Cherenkov (CTA) e do seu precursor - o ASTRI CTA Mini- irao fornecer testes cruciais para nossa compreensão atual da emissão em altas energias e o conteudo material dos jatos, e aceleração de partículas nos mesmos. Neste projeto pretendemos ainda preparar propostas cientificas para o Mini-Array e o CTA, bem como auxiliar na performance de simulações Monte Carlo para determinação da melhor configuração dos arranjos. (AU)