Synkrotronisäteily mainittiinkin jo säteilymekanismien yhteydessä, mutta tässä aiheesta lisää, sillä synkrotronisäteily liittyy oleellisesti kvasaarien rakenteen ja emissiomekanismien ymmärtämiseen.
Synkrotronisäteilyssä relativistiset eli lähes valonnopeudella etenevät elektronit liikkuvat magneettikentässä. Alla on kuvattuna yleinen synkrotronispektrin muoto yksinkertaiselle homogeeniselle säteilylähteelle.
Kuvaan liittyviä selityksiä:
Taajuuden ollessa pienempi kuin "turnover"-taajuus: Lähde on optisesti paksu, siinä tapahtuu itseabsorptiota (self-absorption), eli elektroni absorboi toisen elektronin emittoiman synkrotronifotonin. Spektri-indeksi tällä alueella on +2.5. (Ja mitä tarkoittikaan spektri-indeksi?)
"Self-absorption turnover": Riippuu lähteen koosta, luminositeetista sekä havaintogeometriasta (eri näkösäteillä eri optinen paksuus).
a, alpha: optisesti ohuen osan spektri-indeksi. a=(1-p)/2, missä p on elektronien energiajakauma.
Spektri jyrkkenee mm. energiahäviöiden ja iän myötä. Jossakin vaiheessa spektri jyrkkenee voimakkaasti, tapahtuu ns. "high-energy cutoff", eli korkeilla energioilla elektronien energiahäviöt (säteilyhäviöt, IC-mekanismi) kasvavat oleellisesti.
IC = Relativistiset synkrotronielektronit törmäävät fotoneihin, ja fotonit saavat niiltä energiaa (elektroni jäähtyy), säteily siirtyy korkeammille taajuuksille. Jos fotonit olivat synkrotronisäteilystä, kyseistä mekanismia kutsutaan "synchrotron self-compton"-mekansimiksi eli SSC:ksi. Radiosäteilyn synktrotronifotonit siroavat IC-mekanismissa n. röntgenalueelle.
Luminositeetiltaan hyvin suuri tai kooltaan hyvin pieni lähde:
IC-mekanismi dominoi eli korkeaenergiset elektronit sirottavat omia
fotoneitaan korkeammille taajuuksille. Alue on optisesti ohut, eli ei
käyttäydy kuten itseabsorption alue, ja fotonit pakenevat, elektronit
menettävät energiaansa nopeasti, ja lähde ei ole pitkään
synkrotronilähde. Voidaan laskea lähteen suurin mahdollinen
kirkkauslämpötila ennen kuin IC alkaa vaikuttaa: saadaan
Tb=1012 K. (Huom! Synkrotronilähteen
Tb:lä ei ole yhteyttä sen fysikaaliseen lämpötilaan, toisin
kuin mustan kappaleen säteilylähteessä!). Metsähovin ryhmänkin
tutkimusten perusteella on kuitenkin esitetty, että kvasaareiden
Tb yläraja voisi olla tätäkin pienempi, luokkkaa
Tb=1011 K. Kvasaareissa havaitaan kuitenkin jopa
arvoja Tb > 1012 K. Selityksenä näin korkeille
arvoille ovat relativistiset efektit, (Doppler boosting).
Tämä sivu on päivitetty viimeksi: 2004-9-24 / AL