Emisión de rayos gamma en microcuasares

Abstract

Los microcuásares son sistemas binarios de rayos X que pueden generar jets relativistas y que fueron descubiertos en nuestra Galaxia en la última década del siglo XX. Su nombre indica que junto con los cuásares son manifestaciones de la misma física pero en una escala muy diferente. Paralelamente al descubrimiento de los microcuásares, el instrumento EGRET a bordo del Observatorio Compton de Rayos Gamma, detectó 271 fuentes puntuales de rayos gamma de las cuales 170 no pudieron ser claramente identificadas con ningún objeto conocido. Esto marcó el comienzo del estudio de poblaciones de rayos gamma en nuestra Galaxia. En esta tesis se presentan modelos para la producción de rayos gamma en microcuásares, con el objetivo de mostrar que pueden ser responsables de algunos subgrupos de fuentes EGRET no identificadas. Estos modelos son desarrollados para una variedad de escenarios posibles tomando en cuenta distintas combinaciones, e.g. agujeros negros o estrellas de neutrones como el objeto compacto, estrellas compañeras de baja y alta masa, así como también procesos de producción de rayos gamma leptónicos o hadrónicos. Los modelos de emisión de rayos gamma en microcuásares aquí presentados pueden ser usados para explicar también observaciones en fuentes conocidas detectadas en rangos de energías diferentes que las de EGRET. Se incluye al final, una situación de producción de rayos gamma alternativa en objetos compactos que no involucra a los microcuásares, estudiándose una fuente EGRET no identificada en particular, a la que proponemos como asociada a un pulsar magnetizado con acreción.

Microquasars, X-ray binary systems that generate relativistic jets, were discovered in our Galaxy in the last decade of the XXth century. Their name indicates that they are manifestations of the same physics as quasars but on a completely different scale. Parallel to this discovery, the EGRET instrument on board of the Compton Gamma Ray Observatory detected 271 point like gamma-ray sources 170 of which were not clearly identified with known objects. This marked the beginning of gamma-ray source population studies in the Galaxy. We present in this thesis models for gamma-ray production in microquasars with the aim to propose them as possible parent populations for different groups of EGRET unidentified sources. These models are developed for a variety of scenarios taking into account several possible combinations, i.e. black holes or neutron stars as the compact object, low mass or high mass stellar companions, as well as leptonic or hadronic gamma-ray production processes. We also show that the presented models for gamma-rays emitting microquasars can be used to explain observations from well known sources that are detected in energy ranges other than EGRET’s. Finally, we include an alternative gamma-ray producing situation that does not involve microquasars but a specific unidentified EGRET source possibly linked to a magnetized accreting pulsar.