Collision entre une étoile et un jet

Le jet est ici supposé consitué d'un plasma neutre et relativiste d'électrons et de protons de puissance $\L _j\approx N_p\gamma(m_p+m_e)c^2$, où $N_p$ est le taux d'injection des protons avec un facteur de Lorentz $\gamma \approx 10$ dans le jet [155] [156] [157]. Les étoiles dans les régions centrales de galaxies se déplacent à des vitesses très élevées, de l'ordre de quelque $10^3$ km s$^{-1}$ [158], et sont caractérisées par des vents intenses et des champs magnétiques de surface importants. Certaines de ces étoiles massives vont nécessairement croiser le cône du jet de temps à autre. Quand cela se produit, l'interaction d'un plasma relativiste avec le vent stellaire (et la magnétosphère associée) donne naissance à la formation d'ondes de choc [159]. Un double choc, avec une discontinuité de contact entre la zone non-relativiste (côté étoile) et la zone relativiste (côté jet) est attendu. Deux cas de figure peuvent se présenter:

• si le vent stellaire est très fort, la pression du jet est balancée par la pression du vent. La puissance maximum qui peut être extraite s'écrit alors [160] [161] [162] $L_{sh}\approx L_j(r_{sh}/\theta l)^2 \approx 1.5\times10^{39} \dot{M}_{-5}v_3$ avec $r_{sh}$ la distance du double choc à l'étoile, $\theta$ l'angle d'ouverture du jet, $l$ la distance qui sépare du moteur central, $\dot{M}_{-5}$ le taux de perte de masse en unités de $10^{-5}$ masses solaires par an et $v_3$ la vitesse du vent en unités de $3\times 10^8$ cm s$^{-1}$. Il est important de noter que cette expression ne fait intervenir que la puissance du vent stellaire et pas celle du jet ni la distance $l$.

• Si la pression du jet ne peut être balancée par la pression du vent stellaire mais peut l'être par la pression magnétique, la puissance maximum s'écrit $L_{sh}\approx4.4\times10^{36}R_{12}^2(B_3L_{46}\theta_5^{-2}l_1^{-2})^{2/3}$, avec $R_{12}$ le rayon de l'étoile en unité de $10^{12}$ cm, $B_3$ le champ magnétique de l'étoile en unités de $10^3$ G, $L_{46}$ la puissance du jet en unités de $10^{46}$ erg cm$^{-3}$, $\theta_5$ l'angle d'ouverture en unités de 5 degrés et $l_1$ la distance en parsecs. Dans le cas le plus extrême, la pression du jet domine le vent et la pression magnétique stellaire et il entre alors en collision directe avec l'atmosphère de l'étoile.