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Study of the Very High Energy emission of M87 through its broadband spectral energy distribution.
Fernando Josué Ureña Mena
DANIEL ROSA GONZALEZ
Alberto Carramiñana Alonso
Anna Lia Longinotti
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
AGN
Gamma rays
HAWC
Radio Galaxy
M87 is a giant radio galaxy, which is the central dominant galaxy of the Virgo Cluster. It is located at a distance of 6.5 Mpc (z = 0.004), and holds a supermassive black hole with a mass estimated in 5.6x10⁹ M๏. Very High Energy (VHE) emission from M87 has been detected by Imaging Air Cherenkov Telescopes (IACTs) and recently by the High Altitude Water Charenkov (HAWC), which is a gamma-ray and cosmic ray observatory located in Puebla, Mexico. The mechanism that produces VHE emission in M87 remains unclear. This emission is thought to be originated in its prominent jet, which has been resolved from Radio to X-rays. In order to explain the VHE emission of M87, a broadband Spectral Energy Distribution (SED) of M87 has been constructed and fitted by a lepto-hadronic emission model. Emission from radio to GeV gamma rays has been modeled to be produced by Synchrotron Self Compton (SSC) emission. In this scenario, an electron population moving at relativistic velocities in the M87 jet is accelerated by a random oriented magnetic field. Therefore, electrons emit synchrotron radiation which is responsible for a low energy SED component from radio to X-rays. Synchrotron photons are Inverse Compton upscattered by the same electron population producing the high energy SED component. However, according to some authors, SSC models are not able to explain the Very High Energy (VHE) emission detected in M87.
M87 es una radio galaxia gigante, la cual es la galaxia central dominante del cúmulo de Virgo. Está localizada a una distancia de 6.5 Mpc (z = 0.004) y alberga un agujero negro supermasivo con una masa estimada en 6.5x10⁹ M๏. Emisión de muy alta energía de M87 ha sido detectada por Telescopios Cherenkov de Aire (IACT, por sus siglas en inglés) y recientemente por el High Altitude Water Charenkov (HAWC), el cual es un observatorio de rayos cósmicos y rayos gamma ubicado en Puebla, México. El mecanismo que produce la emisión de muy alta energía en M87 no está aún claro. Se piensa que esta emisión se origina en su prominente chorro de partículas, el cual ha sido resuelto desde el radio hasta los rayos X. Con el objetivo de explicar la emisión de muy alta energía de M87, se construyó una distribución espectral de energía de M87 y se le ajustó un modelo de emisión lepto-hadrónico. La emisión desde el radio hasta los rayos gamma de GeV se modeló como producida por emisión de sincrotrón auto Compton. En este escenario, una población de electrones moviéndose a velocidades relativistas en el chorro de M87 es acelerada por un campo magnético aleatorio. Por lo tanto, los electrones emiten radiación de sincrotrón la cual es responsable de una componente de baja de energía de la distribución espectral desde el radio hasta los rayos X. Fotones de sincrotrón son posteriormente dispersados mediante efecto Compton inverso por la misma población de electrones produciendo una componente de alta energía. Sin embargo, de acuerdo con algunos autores, los modelos de sincrotrón auto Compton no son capaces de explicar la emisión de muy alta energía detectada en M87.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2020-08
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Ureña Mena, Fernando Josué, (2020), Study of the Very High Energy emission of M87 through its broadband spectral energy distribution, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.
ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA
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