El Lic. Pol Bordas, estudiante de doctorado de la Universidad de Barcelona está realizando un trabajo en conjunto con científicos del IAR del grupo GARRA y por ese motivo se encuentra en nuestro país desde el 1 de abril hasta el 6 de junio.

 

Su director de trabajo es el Prof. Josep María Paredes, que ha visitado el IAR en el pasado en varias oportunidades, y con cuyo grupo existe una fuerte colaboración.

 

Entre otras cosas, el Lic. Bordas brindó un coloquio titulado "Jets en microquasares y su interacción con el medio" el día 11 de abril del corriente.

 

Consultado sobre el motivo de su visita, nos dijo:

 

"En el marco de la estancia de colaboración con el Grupo de Astrofísica Relativista y Radioastronomía (GARRA), realizada en el período comprendido entre las fechas 1/04/2007 y 6/06/2007 en el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR), provincia de Buenos aires, Argentina, se han desarrollado distintos trabajos en relación a los procesos de alta energía presentes en microquasares MQ. Estos sistemas vienen definidos como binarias de rayos X formadas por una estrella "compañera" de alta o baja masa y un objeto compacto, bien una estrella de neutrones o un agujero negro. La perdida de masa de la compañera debido a distintos mecanismos conlleva la creación de un disco de acrecion entorno al objeto compacto. Parte de la energía cinética transferida en dirección al objeto compacto da lugar a la formación de chorros bipolares relativistas, o "jets". Estos jets pueden presentar emisión en un ancho rango de longitudes de onda, desde Radio hasta muy energética radiación gamma.

 

En primer lugar se ha definido y finalizado la modelización de la emisión resultante de las interacciones de chorros hadronicos de partículas presentes en los jets relativistas de los MQ. Dada la desconocida composición de la materia que viene expulsada en la eyección de los jets, la modelización de las características provenientes de los modelos hadronicos pueden permitir la diferenciación en la emisión respecto a los modelos puramente leptónicos. En particular, en estrecha colaboración con Mariana Orellana y Gustavo Romero, se ha procedido a calcular el espectro proveniente de un MQ conteniendo un objeto compacto de ~ 10 massas solares, presentando jets dominados por bariones que interactúan con el viento estelar de una compañera de alta masa. La energía de los jets ha sido modelizada usando distintos valores respecto a la energía cinética transportada, así como los campos magnéticos presentes en la base del jet y las variaciones en la opacidad del sistema debido a distintas posiciones relativas en cada fase orbital. Los resultados han sido presentados como distribuciones espectrales de energía (SEDs) tanto a bajas como altas energías. En altas energías el decaimiento de los piones neutros producidos en la interacción protón-protón producen radiación de alta energía que, bajo adecuadas condiciones puede dar lugar a la generación de cascadas electromagnéticas cuyo efecto final es el reprocesamiento de la energía inicial inyectada en los protones relativistas hacia energías más bajas.

 

Asimismo, el decaimiento de piones cargados da lugar a la generación de leptones secundarios que bajo condiciones de fuertes campos magnéticos y campos radiativos provenientes de la estrella compañera, dan lugar a emisión radio bajo procesos de emisión sincrotrón, y a emisión hasta altas energías considerando procesos de comptonizacion inversa.

 

Por otro lado, en colaboración con Gabriela Vila y Gustavo Romero, ha sido iniciado un nuevo proyecto referente al estudio de la fuente Circinus X-1 El interés de este nuevo trabajo es doble: por un lado nos proponemos modelizar la emisión en altas y muy altas energías proveniente de un MQ de baja masa, estudio inexistente hasta la fecha. Los resultados obtenidos podrán luego ser contrastados con observaciones realizadas por los nuevos telescopios Cherenkov terrestres (HESS, debido a las coordenadas australes de Cir X-1) así como vía satélites operantes en este rango de energía de inminente puesta en órbita (GLAST). En nuestro estudio se ha empezado por la modelización de la opacidad a la propagación de los rayos gamma debido a la presencia de un campo de fotones proveniente del disco de acreción. Dada la mínima importancia que en los sistemas de baja masa tiene el campo de radiación de la estrella compañera, se estima que la probabilidad de escape de un rayo gamma en el seno del sistema binario sea mayor que en los casos de sistemas de alta masa. Asimismo, la orientación del jet relativista respecto al disco de acreción puede modificar en varios ordenes de magnitud la absorción dentro del jet de la radiación gamma. Esto nos lleva a la segunda consecuencia de nuestro trabajo: en el caso de Cir X-1 no se ha determinado con exactitud la posición relativa del disco de acrecion respecto a la línea de la visual del observador. Los efectos que tal orientación causan en la determinación de los parámetros básicos constituyentes del sistema son de tremenda importancia, pues de ellos depende la estimación de la naturaleza de la estrella compañera, los parámetros orbitales del sistema y las energías subyacentes en la eyección de los jets, cuya velocidad ha sido recientemente estimada catalogando a Cir X-1 como el sistema con jets mas relativistas de nuestra Galaxia. Nuestro trabajo pretende estudiar las consecuencias radiativas a altas y muy altas energías para las diferentes disposiciones espaciales posibles y poner así nuevas limitaciones a la geometría del sistema, que ha generado un intenso debate en los últimos años.

 

Finalmente, la estancia de colaboración en el IAR me ha permitido a modo personal intercambiar valiosas perspectivas profesionales respecto al estudio de los procesos físicos en el contexto de la astrofísica de altas energías. A este respecto, numerosas charlas, coloquios y discusiones a lo largo de estas semanas han reportado interesantes interacciones entre científicos de distintas disciplinas, i.e., distintas ramas de la astronomía que abarcan desde la formación estelar hasta la radioastronomía, con el personal constituyente del Instituto.

 

A todos ellos mi más sentido agradecimiento.

Pol Bordas,
Estudiante de Doctorado,
Departament Astronomía i Meteorología - Universitat de Barcelona - España