Emissione di sincrotrone e applicazioni astrofisiche

Viene detto sincrotrone un processo non termico, cioè la cui energia non segue la distribuzione termica di Maxwell-Boltzmann, di emissione di radiazione elettromagnetica continua. Essa è una conseguenza delle leggi di Maxwell, per le quali una particella che ruota intorno alle linee di forza di una campo magnetico irradia secondo la formula di Larmor. Tale emissione venne osservata per la prima volta nel 1947 in un acceleratore di particelle a 70 MeV, chiamato sincrotrone, nel laboratorio di ricerca della General Electric nello stato di New York. Presto si ipotizzò che la radiazione di sincrotrone potesse trovarsi anche in ambito astrofisico, data l’abbondante presenza di campi magnetici. Le supposizioni si rivelarono fondate. Tra gli oggetti astronomici che costituiscono sorgenti di emissione di sincrotrone troviamo resti di supernovae e radiogalassie, ovvero galassie al cui centro è presente un nucleo galattico attivo “radio-loud” che emette getti relativistici in cui sono presenti campi magnetici e particelle ultrarelativistiche. In questo elaborato verranno delineati i meccanismi fisici alla base dell’emissione di sincrotrone e le sue principali caratteristiche, nonché le più importanti applicazioni astrofisiche.