Emissione di sincrotrone e applicazioni astrofisiche

La radiazione di sincrotrone domina gran parte dell’astrofisica delle alte energie. Questo tipo di radiazione fu osservata la prima volta nel 1948 nei primi esperimenti con il betatrone1 ed è responsabile dell’emissione radio della nostra galassia, dei resti di supernova e delle sorgenti radio extragalattiche. L’emissione di sincrotrone è un processo non-termico nel continuo generato da particelle cariche, generalmente elettroni o protoni, con velocità ultra-relativistiche, accelerate da un campo magnetico. Il termine "non-termico" è diffusamente utilizzato in astrofisica delle alte energie e convenzionalmente fa riferimento ad una radiazione continua di una distribuzione di particelle con uno spettro di energia non-Maxwelliano. La radiazione generata in questo modo ha una polarizzazione caratteristica e le frequenze raggiunte possono esprimersi in tutto lo spettro elettromagnetico. In questo elaborato ci si soffermerà sulla descrizione delle dinamiche fisiche che generano questo tipo di radiazione a partire dalla descrizione dell’evento singolo e collettivo, dei meccanismi che regolano l’autoassorbimento, della sua evoluzione temporale e delle caratteristiche della polarizzazione della radiazione di sincrotrone; inoltre si analizzeranno, seppur sinteticamente ma nel modo più completo possibile, le numerose applicazioni astrofisiche correlate alla radiazione di sincrotrone.