Description du spectre et géométrie de la source

On considère un modèle homogène à une zone: dans cette structure de dimension $R_b$ située à la distance $r$ du trou noir central, les émissions synchrotron et Compton-inverse prennent naissance. L'intensité du champ magnétique $B$ est supposée constante pour une même population d'électrons relativistes. La distribution de l'énergie des électrons suit une loi de puissance brisée à une énergie $E_b$ (correspondant au facteur de Lorentz $\gamma _b$). On adopte l'hypothèse la plus naturelle consistant à considérer que $\gamma _b$ correspond à la vitesse à laquelle le temps de refroidissement par rayonnement est égal au temps de traversée de la zone émettrice. En effet si les électrons ont une énergie inférieure à $E_b$, ils traversent l'essentiel de la zone plus rapidement et y perdent donc moins d'énergie par rayonnement. Inversement, dès que les électrons ont une énergie supérieure à $E_b$, ils se refroidissent plus vite qu'ils ne traversent le volume en question et on observe une sorte de plateau car l'énergie déposée dans la zone d'émission est bien moins dépendante de leur énergie initiale.
La figure 12.8 présente la distribution spectrale de l'énergie théorique ainsi que les notations utilisées. La répartition des photons EC doit reproduire assez correctement la distribution du spectre des électrons, notamment la cassure à $E=E_b$.

Figure 12.8: Distribution spectrale théorique de l'énergie: émission synchrotron présentant un palier jusqu'à $E = E_S$ (avec présence d'une cassure à $E=E_{Sa}$), émission Compton-inverse par le faisceau froid avec un maximum à $E=E_C$ et émission Compton-inverse par le faisceau chaud présentant un palier jusqu'à $E=E_{EC}$ (avec présence d'une cassure à $E=E_b$). L'énergie des photons-cible externes est centrée sur $E_E$.