Processi di scattering in astrofisica

Lo scattering è il processo in cui un’onda elettromagnetica interagisce con la materia, tipicamente un elettrone libero. In tale interazione l’onda cambia direzione e può modificare la propria energia. Se lo scattering produce solo un cambio di direzione, si parla di scattering Thomson, che risulta particolarmente importante per la definizione di sezione d’urto classica. Quando invece la radiazione perde energia e la trasferisce all’elettrone, si ha lo scattering Compton, viceversa, quando la radiazione guadagna energia sottraendola all’elettrone, si ha l’inverse Compton. Questi ultimi due processi producono una modifica nello spettro energetico (SED) di alcune regioni, fenomeno noto come Comptonizzazione. Nel caso in cui la Comptonizzazione agisca sullo spettro della radiazione cosmica di fondo (CMB), si ha l’effetto Sunyaev-Zel’dovich. In particolare, questo si suddivide in un effetto termico, dovuto agli elettroni liberi molto energetici di una regione che fanno inverse Compton sui fotoni della CMB, e in un effetto cinetico, dovuto al moto relativo della regione rispetto alla CMB. Nel presente scritto si focalizzerà l’attenzione su come si può misurare l’evoluzione della temperatura della CMB fino a redshift z = 1, che è un’applicazione del Sunyaev-Zel’dovich termico, e sul calcolo dell’effetto cinetico nell’alone di gas del Gruppo Locale.