Astrofizyczna strumieniem (zwanym dalej „strumień”) jest zjawiskiem często obserwowane w astronomii gdy chmury postaci pyłu wzdłuż osi obrotu zwartej obiektu. Chociaż dżety są nadal przedmiotem ciągłych badań mających na celu zrozumienie ich powstawania i funkcji, dwie najbardziej prawdopodobne hipotezy ich pochodzenia to dynamiczne interakcje w obrębie dysku akrecyjnego lub proces pokrewny z bardzo gęstym obiektem centralnym (takim jak czarna dziura lub gwiazda neutronowa ). Kiedy materia jest wyrzucana z prędkością bliską prędkości światła , obiekty te nazywane są „dżetami relatywistycznymi” z powodu ważnych efektów szczególnej teorii względności . Największe strumienie są te, które pochodzą z czarnych dziur w aktywnych galaktykach takich jak kwazary lub radiowych galaktyk . Inne systemy mogą również zawierać dżety, takie jak kataklizmiczne gwiazdy zmienne , układy podwójne X i gwiazdy zmienne typu T Tauri . Te cele Herbiga-Haro są generowane przez oddziaływanie strumieni w międzygwiazdowej . W dwubiegunowe dysze lub strumienie mogą być również związane z protogwiazd (młode gwiazdy w szkoleniu) lub ewoluowały gwiazdek nazywa protonébuleuses planetarne (często w postaci mgławic bipolarnych ).
Wiele obiektów gwiezdnych, które mają dyski akrecyjne, ma dżety, ale te, które pochodzą z supermasywnych czarnych dziur, są generalnie najszybsze i najbardziej aktywne. Chociaż wciąż nie wiadomo, w jaki sposób dyski akrecyjne przyspieszają dżety lub wytwarzają plazmę elektronowo-pozytonową, uważa się, że generują one splątane pola magnetyczne, które przyspieszają i skupiają strumienie. W hydrodynamiki z dyszy de Laval zapewnić wskazanie mechanizmów zaangażowanych.
W relatywistyczne dysze są bardzo potężne strumienie plazmy że prędkość osiągnąć pozycję bliską prędkości światła i są wydawane przez Centralną parę czarnych dziur aktywnych galaktyk (zwłaszcza galaktyk radiowych i kwazarów ), że gwiezdne czarne dziury , i gwiazdy neutronowe . Ich długość może sięgać kilku tysięcy, a nawet kilkuset tysięcy lat świetlnych, przy czym rekord to prawie 1,5 miliona lat świetlnych. Jeśli prędkość strumienia jest bliska prędkości światła, skutki szczególnej teorii względności są znaczące; na przykład promieniowanie relatywistyczne (en) zmieni pozorną jasność promienia (patrz „jednostronne” dżety poniżej). Mechanika tych dwóch kreacji odrzutowych i ich skład są nadal przedmiotem wielu dyskusji w społeczności naukowej. Skład dżetu może się zmieniać, niektóre badania faworyzują wzór, w którym dżety składają się z elektrycznie obojętnej mieszaniny jąder , elektronów i pozytonów , podczas gdy inne są jednolicie zbudowane z plazmy elektronowo-pozytonowej.
Masywne czarne dziury w centrum galaktyk mają najpotężniejsze dżety. Podobnie, znacznie mniejsze dżety powstają z gwiazd neutronowych i gwiazdowych czarnych dziur . Systemy te są często nazywane mikrokwazarami . Weźmy na przykład system SS 433 , którego strumień, jak zaobserwowano, osiągał prędkość 0,23 c , chociaż inne mikrokwazary osiągają znacznie większe (ale jeszcze nie zmierzone) prędkości strumienia. Słabsze i mniej relatywistyczne dżety można powiązać z wieloma układami podwójnymi, mechanizm ich przyspieszania może być podobny do procesu ponownego połączenia magnetycznego obserwowanego w magnetosferze Ziemi, a także w wietrze słonecznym .
Główna hipoteza istniejąca w astrofizyce głosi, że tworzenie relatywistycznych dżetów jest kluczem wyjaśniającym powstawanie błysków gamma (lub SRG). Te dżety mają współczynnik Lorentza ~ 100 lub więcej (tj. Prędkość ponad 0,99995 c lub więcej), co czyni je najszybszymi znanymi dotychczas ciałami niebieskimi.
Jednym z najlepszych podejść do obserwacji mechanizmów wytwarzających dżety jest określenie składu dżetu na bezpośrednio obserwowalnym promieniu. Większość obserwacji i analiz pokazuje, że dżety składają się głównie z plazmy elektronowo- pozytonowej .
Ślad jąder zeskanowany w relatywistycznym dżecie elektron-pozyton powinien uwolnić dużo energii, ponieważ te cięższe jądra osiągają prędkość równą prędkości pozytonów i elektronów.
Wytwarzanie promieni elektronowo-pozytonowych o energii 5 MeV w laboratorium umożliwia badanie takich aspektów, jak efekt szoku SRG oraz interakcje różnych cząstek z relatywistycznymi promieniami elektronowymi i w ich obrębie - pozytrony (na przykład, jak łączą się ze sobą promienie elektron-pozytron) ).
Ze względu na ogromną ilość energii potrzebnej do napędzania relatywistycznego dżetu, uważa się, że niektóre dżety są napędzane przez siłę obrotową czarnych dziur . Istnieją dwie bardzo dobrze znane teorie na temat przenoszenia energii z czarnej dziury do dżetu.
Dżety można również obserwować z gwiazd neutronowych, takich jak pulsar IGR J11014-6103 (en) , który wytwarza największy dżet obserwowany w naszej Galaktyce, Drogę Mleczną . Dżet ten można obserwować za pomocą promieni rentgenowskich i nie ma on sygnatury radiowej. Odrzutowiec IGR J11014-6103 (en) ma szacowaną prędkość 0,8c. Nie znajduje się na najnowszej liście AMXP (pulsarów obserwowanych w promieniowaniu rentgenowskim) i nie zaobserwowano żadnego wzrostu materii. Uważano, że gwiazda ta obraca się szybko, ale pomiary wykonane po tym założeniu wykazały, że jej prędkość obrotowa wynosi zaledwie 15,9 Hz . Ta raczej mała prędkość obrotowa, jak również brak akrecji materii sugerują, że ten dżet elektronowo-pozytonowy 0,8c nie jest napędzany obrotem ani akrecją. Na ilustracji dżet zrównany z osią obrotu pulsara jest prostopadły do trajektorii pulsara i rozciąga się na ponad 37 lat świetlnych (dziesięciokrotność odległości od naszego Słońca do najbliższej gwiazdy). Co dziwne, w pobliżu zwykłych gwiazd neutronowych, które nie mają dżetów, czasami można zobaczyć duże chmury plazmy elektronowo-pozytonowej.
Chociaż IGR J11014-6103 nie ma dysku akrecyjnego ani horyzontu (czarnej dziury) , jego dżet 0,8 c nie może być zasilany przez procesy opracowane w poprzedniej sekcji.
Centaurus A obserwowany za pomocą promieni rentgenowskich ujawniających jego relatywistyczny dżet.
Strumień M87 obserwowano przez Very Large Array radiowej teleskopu przez fal radiowych (pole widzenia jest większy i obracany w stosunku do poprzedniego obrazu)
Archiwum zdjęć Hubble'a relatywistycznego dżetu 3C 66B (in) w bliskim UV
W Galaktyce NGC 3862 pod określonym kątem można zaobserwować pozagalaktyczny strumień materii wyrzucony z prędkością bliską prędkości światła.