II. 2.4.1 "Blob-in-jet" évolutif
II.3.4 Interaction de rayonnement blob-jet
avec Di,jet la distance d’une tranche i au trou noir.
Le jet étant de forme conique, la vitesse d’expansion se déduit simplement, d(Ri,jet)
dt = βjettan α= βjet Ri,jet
Di,jet (3.11)
avec βjetla vitesse des tranches le long du jet supposée constante. On peut donc écrire
Bi,jet =B1,jetD1,jet
Di,jet. (3.12)
On retrouve la variation de champ magnétique communément utilisée pour un champ longitudinal, en accord avec les observationVLBIdes jets radio deO’Sullivan & Gabuzda (2010).
II.3.3.2 Rayonnement du jet
Les coefficients d’émission et d’absorption sont calculés pour chaque tranche. En pre-mière approximation, pour l’étude du blazar Ap Librae, le transfert radiatif est de type plans-parallèles dans la direction de propagation du jet. On considère cette approximation valide pour des petits angles θ avec la ligne de visée (θ <1/Γjet). L’intensité de radiation dans chaque tranche est
Ii,jet(ν) = ji,jet(ν)
ki,jet(ν)1−exp(−τi,jet(ν)) , (3.13) où τi,jet(ν) = Li,jetki,jet(ν)est l’épaisseur optique, ji,jet(ν)et ki,jet(ν)sont respectivement les coefficient d’émission et d’absorption.
L’absorption par production de paires est aussi prise en compte suivant la différence de géométrie.
II.3.4 Interaction de rayonnement blob-jet
De manière à ce que le modèle soit cohérent il faut prendre en compte les interactions entre les différentes composantes. Quatre zones de radiations distinctes peuvent être en interaction : le blob, le jet, le disque et laBLR, ce qui permet 16 interactions de premier ordre entre composants avec de multiples interactions d’ordres plus élevés. Je commence d’abord par présenter les postulats de base qui régissent les limites du modèle et qui permettent de s’affranchir d’un certain nombre d’interactions.
• Les particules du blob et du jet sont en déplacement relativiste dans le sens de propagation du jet :
Le champ de radiation du disque est fortement décalé vers le rouge dans les réfé-rentiels du blob et du jet, le rayonnement Compton-inverse associé est donc négli-geable.
• La densité de particules de haute énergie du blob est très supérieure à celle du jet : L’effet Compton-inverse du jet sur la radiation du blob est donc négligeable devant celui du blob sur la radiation du jet.
• Le rayon du blob est très inférieur à celui du jet :
L’absorption de rayonnement du jet par le blob est considérée comme négligeable. • Le blob se situe dans laBLR:
En prenant en compte les précédents postulats, l’effet Compton-inverse du jet sur la radiation de laBLRest négligeable comparé à l’effet de cette interaction pour le blob.
• LaBLRest optiquement transparente :
On néglige donc les effets d’absorption de laBLR.
Je discute maintenant des interactions entre le blob et le jet qui sont prises en compte.
II.3.4.1 Absorption du rayonnement du blob par le jet
L’absorption de la radiation du blob par le jet se fait suivant le coefficient d’absorp-tion des particules ki,jet(ν) et l’épaisseur optique par création de paire τγγ,i,jet(ec). Le fait original à prendre en compte est que le blob se déplace à une vitesse relativiste dans le référentiel du jet, qui est lui-même en déplacement relativiste dans le référentiel de la source. Il est donc important de se placer dans le référentiel adéquat avant chaque inter-action de rayonnement.
Dans le référentiel de la source on pose Vblob > Vjet. Suivant la loi de transformation des vitesses on peut déterminer la vitesse apparente du blob dans le référentiel du jet βjetb par
cβjetb = Vb−Vjet 1− VbVjet
c2
, (3.14)
et ainsi déduire le facteur de Lorentz Γjet b = 1 q 1− (βjetb )2 , (3.15) et le facteur Doppler δbjet= 1 Γjet b 1−βjetb cos θ . (3.16)
Dans le référentiel du jet, la partie du jet en aval de la propagation du blob reçoit de sa part une radiation décalée vers le bleu dont l’intensité le long de la ligne de visée vaut Ibjet(νbjet) = δ3Ib(νb)avec νbjet = δνb. Ce champ de radiation est ensuite absorbé sur toutes les tranches de jet entre le blob et l’observateur. L’épaisseur absorbante de la tranche qui contient le blob est pondérée suivant la position du blob dans cette tranche.
L’intensité du blob dans la référentiel de l’observateur s’écrit
Iobs(νobs) =hIbjet(νbjet) −Ib,absjet (νbjet)i δb
δbjet
!3
II.3.4. INTERACTION DE RAYONNEMENT BLOB-JET 83
avec
νobs =νbjet δb δbjet
(1+z)−1. (3.18)
Le terme Ib,absjet (νbjet) représente l’intensité absorbée du blob du fait de son interaction avec le jet.
II.3.4.2 Effet Compton-inverse des particules du blob sur le champ de radiation du jet
Le rayon du blob étant très inférieur à celui du jet, il se trouve que le blob est baigné dans le champ de radiation du jet. Le blob se situant dans la base du jet, là où l’émission du jet est la plus forte, on fait l’approximation d’un champ de radiation du jet isotrope à l’endroit du blob. Afin d’estimer l’intensité de ce champ de radiation on effectue la somme de deux intensités résultantes de deux transferts de rayonnement : un de la base du jet à l’endroit du blob et un autre de l’extrémité en aval du jet jusqu’au blob, en sens inverse du sens de propagation du jet (voir FigureII.3.2).
Γjet
Γjet Γblob
Radiation isotrope du jet
Figure II.3.2 – Schéma du champ de radiation du jet à l’endroit du blob tel qu’il est estimé dans le code Bjet. On suppose un champ isotrope somme des intensités provenant de chaque parties du jet, devant et derrière le blob.
L’intensité de radiation du jet dans le référentiel du blob peut donc se formuler de la même manière que pour l’équation3.8,
Ijetb (νbjet) =Γb
jetIjet(νjet), (3.19)
avec
νbjet=Γb
jetνjet. (3.20)
Bien entendu la radiation Compton-inverse émise par les particule du blob sur ce champ sera ensuite absorbé par le jet, de la même façon que toutes les composantes radiatives émises par le blob, comme exprimé en SectionII.3.4.1.