Processi di scattering in astrofisica

Con il termine Scattering si indica un insieme di meccanismi di diffusione della radiazione da parte della materia. Quando interagiscono con una particella carica, i fotoni possono essere assorbiti e quindi riemessi subito dopo in un'altra direzione cambiando la loro energia iniziale oppure no: nel primo caso si parla di Scattering Compton (SC) mentre nel secondo di Scattering Thomson. Inoltre vi è un processo nel quale è la particella carica (l'elettrone nei processi astrofisici) ad avere un'energia maggiore, che la trasferisce così al fotone incidente; si tratta del caso dell'Inverse Compton (IC) ed è un meccanismo molto rilevante in Astrofisica. Tutti questi processi vengono analizzati nel Capitolo 1, mentre nel Capitolo 2 vengono discusse alcune principali applicazioni dell' IC e dello Scattering Thomson, in particolare nel paragrafo 2.1.1 si approfondisce il fenomeno della Catastrofe Compton, che consiste in uno spropositato aumento della luminosità della sorgente che arriverebbe a produrre fotoni via via sempre più energetici diventando una potente sorgente di raggi X e gamma. Queste emissioni, però, non sono state osservate finora e nonostante questo possa essere spiegato per alcune sorgenti tramite una semplice applicazione dell'effetto Doppler, per altre, come le Intra-Day Variable Sources (IDVS), ciò non è possibile, come mostrato nel lavoro pubblicato (e riassunto nella seguente trattazione sempre nel paragrafo 2.1.1) da O. Tsang e J.G. Kirk nel 2007, i quali riesaminano il problema della catastrofe per tali sorgenti mostrando che l'assenza del fenomeno appena descritto può essere spiegato apportando delle modifiche ai processi in gioco. Infine, nell'ultimo paragrafo si analizza il concetto di Luminosità di Eddington, una delle principali applicazioni in ambito astrofisico dello Scattering Thomson.