En astrofysisk stråle (i det følgende benævnt "stråle") er et fænomen, der ofte observeres i astronomi , når der dannes stofskyer langs rotationsaksen for et kompakt objekt. Mens jetfly stadig er genstand for løbende forskning for at forstå deres dannelse og funktion, er de to mest sandsynlige hypoteser om deres oprindelse dynamiske interaktioner inden i en akkretionsdisk eller en relateret proces. Med et meget tæt centralt objekt (såsom et sort hul eller en neutronstjerne ). Når stof skubbes ud med en hastighed tæt på lysets hastighed , kaldes disse objekter "relativistiske jetfly" på grund af de vigtige effekter af særlig relativitet . De største jetfly er dem, der kommer fra sorte huller i aktive galakser såsom kvasarer eller radio galakser . Andre systemer kan også have jetfly som katastrofale variable stjerner , X-binære filer og T-Tauri-variable stjerner . De genstande af Herbig-Haro frembringes ved interaktion af jets i interstellare medium . De bipolære jetfly eller jetfly kan også være forbundet med protostjerner (unge stjerner i træning) eller udviklede stjerner kaldet planetariske protonébuleuses (ofte i form af nebulae bipolar ).
Mange stjernegenstande, der har tiltrækkende diske, har stråler, men de, der kommer fra supermassive sorte huller, er generelt de hurtigste og mest aktive. Mens det stadig er ukendt, hvordan tiltrædelsesskiverne fremskynder stråler eller producerer elektron-positronplasma, antages det, at de genererer sammenfiltrede magnetfelter, der fremskynder og koncentrerer strålerne. De hydrodynamik af indblæsningsrør de Laval giver en indikation af de involverede mekanismer.
De relativistiske jets er meget stærke stråler af plasma at nå hastigheder tæt på lysets hastighed og er udstedt af de centrale par sorte huller aktive galakser (især radiogalakser og kvasarer ), de stjernernes sorte huller , og neutronstjerner . Deres længde kan nå flere tusinde og endda flere hundrede tusind lysår, og rekorden er næsten 1,5 millioner lysår. Hvis strålens hastighed er tæt på lysets hastighed, er virkningerne af den specifikke specielle relativitet relativ; for eksempel vil relativistisk stråling (en) ændre strålens tilsyneladende lysstyrke (se "ensidige" stråler nedenfor). Mekanikken bag disse to jet-kreationer og jetens sammensætning er stadig genstand for meget debat inden for det videnskabelige samfund. Sammensætningen af en stråle kan variere, nogle undersøgelser favoriserer et mønster, hvor strålerne er sammensat af en elektrisk neutral blanding af kerner , elektroner og positroner , mens andre er ensartet lavet af elektron-positronplasma.
Massive sorte huller i midten af galakser har de mest kraftfulde stråler. Lignende meget mindre stråler udvikler sig fra neutronstjerner og stjernesorte huller . Disse systemer kaldes ofte mikrokvasarer . Tag eksemplet på SS 433- systemet , hvis stråle er blevet observeret at nå en hastighed på 0,23 c , skønt andre mikrokvasarer opnår meget større (men endnu ikke målt) strålehastigheder. Svagere og mindre relativistiske jetfly kan knyttes til mange binære systemer, accelerationsmekanismen for disse jetfly kan svare til den magnetiske genforbindelsesproces , der observeres i Jordens magnetosfære såvel som i solvinden .
Den vigtigste hypotese, der findes i astrofysik, er, at dannelsen af relativistiske stråler er nøglen, der forklarer produktionen af gammastrålebrister (eller SRG'er). Disse jetfly har en Lorentz-faktor på ~ 100 eller mere (det vil sige en hastighed på over 0,99995 c eller deromkring), hvilket gør dem til de hurtigste himmelobjekter, der hidtil er kendt.
En af de bedste tilgange til at observere de mekanismer, der producerer stråler, er at bestemme sammensætningen af en stråle over en direkte observerbar stråle. De fleste observationer og analyser viser, at dyserne hovedsageligt er sammensat af elektron positron plasma .
Sporet af kerner, der er scannet i en relativistisk elektron-positronstråle, skulle frigive en masse energi, da disse tungere kerner når en hastighed svarende til hastigheden af positroner og elektroner.
Produktionen af 5 MeV elektron-positronstråler i laboratoriet gør det muligt at studere aspekter såsom chokeffekten af SRG'er og hvordan forskellige partikler interagerer med og inden for relativistiske elektronstråler-positroner (for eksempel hvordan elektron-positronstrålerne forbinder sig ).
På grund af den enorme mængde energi, der kræves for at drive en relativistisk stråle, antages det, at nogle jetfly drives af de sorte hullers rotationskraft . Der er to meget velkendte teorier om, hvordan energi overføres fra det sorte hul til strålen.
Stråler kan også observeres fra neutronstjerner såsom den pulserende IGR J11014-6103 (da) , der producerer den største stråle observeret i vores galakse, Mælkevejen . Denne stråle kan observeres med røntgenstråler og har ingen radiosignatur. Jet IGR J11014-6103 (en) har en estimeret hastighed på 0,8 c. Det er ikke inkluderet i den seneste liste over AMXP (røntgen observerede pulser), og der er ikke observeret nogen stigning i stof. Denne stjerne blev anset for at dreje hurtigt, men målinger foretaget efter denne antagelse har vist, at dens rotationshastighed kun er 15,9 Hz . Denne temmelig langsomme rotationshastighed såvel som manglen på tilvækst af materiale antyder, at denne 0,8c elektron-positronstråle ikke drives af rotation eller af tilvækst. I illustrationen er strålen justeret med pulsarens rotationsakse vinkelret på pulsarens bane og strækker sig mere end 37 lysår (ti gange afstanden fra vores sol til den mest stjerne tæt på den). Mærkeligt nok, store skyer af elektron-positron plasma er undertiden ses nær almindelige neutronstjerner, der ikke har jetfly.
Mens IGR J11014-6103 ikke har en tiltrædelsesdisk eller horisont (sort hul) , kan dens 0,8 c stråle ikke drives af processer, der er udviklet i det foregående afsnit.
Centaurus A observeret med røntgenbilleder, der afslører sin relativistiske stråle.
Strålen af M87 observeret af Karl G. Jansky Very Large Array radioteleskop ved radiobølge (synsfeltet er større og roteret i forhold til det foregående billede)
Hubble billedarkiv af den relativistiske stråle af 3C 66B (in) i nær UV
I Galaxy NGC 3862 kan en ekstragalaktisk stråle af stof projiceret med en hastighed tæt på lysets hastighed observeres i en bestemt vinkel.