3.20 Perché compaiono getti rettilinei e collimati: applicazioni del Corridoio Guida di Tensione (TCW)

Indice ／ Capitolo 3: universo macroscopico

Nota di lettura: sezione pensata per lettori non specialisti, senza formule. Spieghiamo come usare il Corridoio Guida di Tensione (TCW) per rendere conto di getti rettilinei, stretti e veloci. Per definizione e meccanismi di formazione del Corridoio Guida di Tensione si veda la Sezione 1.9.

I. Cosa fa il Corridoio Guida di Tensione: trasformare l’“innesco” in una fuga dritta–stretta–rapida

• Fissare la direzione: blocca energia e plasma lungo un asse preferenziale e riduce le pieghe vicino alla sorgente.
• Fissare la stretta: un corridoio sottile con piccolo angolo d’apertura produce un flusso rettilineo e collimato.
• Fissare la coerenza: una struttura ordinata preserva, nel tempo e nella polarizzazione, la trama coerente degli impulsi invece di lasciarla dissolvere dalla turbolenza.
• Fissare l’autonomia: con pressione esterna e “pareti” di contenimento, lo stato collimato si mantiene su distanze maggiori e trasporta energia verso zone più trasparenti ed efficienti radiativamente.

In sintesi, il Corridoio Guida di Tensione è un collimatore che consegna in modo affidabile l’innesco sotto forma di getti diritti, stretti e veloci.

II. Quadro d’uso: una stessa linea “TCW → getto”

• Innesco: strati sottili di taglio–riconnessione liberano energia a impulsi vicino alla sorgente.
• Scorta: il Corridoio Guida di Tensione accompagna l’energia dalla zona prossima alla sorgente fino a distanze intermedie, evitando riassorbimenti e curvature.
• Cambio di marcia: geometria e ordine possono passare di stato a scatti durante il burst (si osservano salti discreti dell’angolo di polarizzazione).
• Tratto libero: oltre la zona di forte collimazione, il getto entra nella propagazione più ampia e nel post–bagliore (spesso con nodi di ricolimazione e rotture geometriche).

III. Mappatura per sistemi: dove interviene il Corridoio Guida di Tensione e quali segnali cercare

1. Lampi di raggi gamma (GRB)
   • Perché rettilinei: collasso o fusione aprono un corridoio stabile lungo l’asse di spin, che “consegna” il prompt più brillante a un raggio più trasparente riducendo cancellazioni e pieghe prossime.
   • Scala prossima alla sorgente: circa 0,5–50 UA, sufficiente a mantenere collimati picchi fino alla sotto–secondo.
   • Cosa aspettarsi: la polarizzazione cresce sul fronte di salita con salti discreti dell’angolo tra impulsi adiacenti; nel post–bagliore compaiono due o più rotture acromatiche (strati o cambi di marcia del corridoio).
2. Nuclei galattici attivi e microquasar
   • Perché rettilinei: dall’intorno dell’orizzonte a scale sotto–parsec, un corridoio lungo e stabile crea una zona parabolica di collimazione che passa a espansione conica.
   • Scala prossima alla sorgente: circa 10^3–10^6 UA (crescente con la massa centrale).
   • Cosa aspettarsi: struttura spina–guaina con luminosità di bordo; angolo d’apertura che evolve da parabolico a conico con la distanza; mappe di polarizzazione che si riorganizzano o si ribaltano su scale annuali (manifestazione macroscopica dei cambi di marcia).
3. Getti da eventi di distruzione mareale (TDE)
   • Perché rettilinei: dopo lo smembramento stellare si forma rapidamente vicino all’asse di spin un corridoio breve ma efficiente che collimata i flussi precoci.
   • Scala prossima alla sorgente: circa 1–300 UA; con il calo dell’accrezione e della pressione esterna il corridoio si rilassa o si interrompe.
   • Cosa aspettarsi: polarizzazione alta e stabile all’inizio, poi calo o inversione rapida; con vista fuori asse, chiari cambi d’orientazione nel tempo di luce e spettro.
4. Fast Radio Burst (FRB)
   • Perché rettilinei: in prossimità di una magnetar, un segmento ultracorto di corridoio comprime l’emissione radio coerente in un fascio molto stretto e lo espelle in millisecondi.
   • Scala prossima alla sorgente: circa 0,001–0,1 UA.
   • Cosa aspettarsi: polarizzazione quasi puramente lineare; misura di rotazione (RM) a gradini nel tempo; nelle sorgenti ripetitive, angolo di polarizzazione che cambia “a marce” tra burst.
5. Getti lenti e altri sistemi (proto–stellari, nebulose a vento di pulsar)
   • Perché rettilinei: anche senza relatività, la geometria di corridoio collimata: il tratto rettilineo vicino fissala direzione, poi ambiente e venti di disco modellano l’aspetto.
   • Scala prossima alla sorgente: nei proto–stellari, segmenti diritti di 10–100 UA; nelle nebulose a vento di pulsar, corridoi polari brevi e strutture anulari equatoriali.
   • Cosa aspettarsi: collimazione “a colonna” con restringimenti–rimbalzi nei nodi (ri–colimazione); preferenze direzionali allineate ai filamenti del mezzo ospite.

IV. Impronte applicative del Corridoio Guida di Tensione (test J1–J6)

Criteri per riconoscere un getto rettilineo guidato da corridoio, complementari alla lista P1–P6 della Sezione 3.10.

• J1 | La polarizzazione precede il flusso: all’interno di una pulsazione la polarizzazione cresce sul fronte di salita e il picco di luminosità arriva dopo (prima la coerenza, poi l’energia).
• J2 | Angoli di polarizzazione “a scatti”: tra impulsi vicini l’angolo cambia a gradini discreti, segno della sostituzione di unità del corridoio o del cambio di regime.
• J3 | Misura di rotazione a gradini: all’inizio o nel tratto prompt la RM evolve a gradini allineati a bordi di impulso o salti d’angolo.
• J4 | Rotture geometriche multilivello: il post–bagliore mostra due o più rotture acromatiche, i cui rapporti temporali si raggruppano (geometria stratificata del corridoio).
• J5 | Spina–guaina e luminosità di bordo: immagini con spina più veloce e guaina più lenta; bordi del getto più luminosi.
• J6 | Coerenza della “sovra–trasparenza”: le direzioni in cui i fotoni ad alta energia attraversano meglio si allineano statisticamente ai filamenti dell’ospite o agli assi di taglio dominanti.

Regola decisionale: se un evento/classe soddisfa almeno due tra J1–J4 e la morfologia sostiene J5/J6, l’ipotesi di getto rettilineo guidato da corridoio prevale nettamente su modelli non canalizzati.

V. Modello a strati (ripartizione con le teorie correnti)

• Strato base: prior geometrici dal Corridoio Guida di Tensione
  Spieghiamo comportamento da collimatore, cambi per livelli, angoli di polarizzazione discreti, RM a gradini e rotture geometriche multilivello; forniamo prior su lunghezze, apertura, stratificazione e tempi di cambio.
• Strato intermedio: dinamica dei getti e MHD convenzionali
  Con i prior geometrici calcoliamo campi di velocità, trasporto d’energia e accoppiamento alla pressione laterale; spieghiamo la transizione parabolica → conica e la stabilità.
• Strato superiore: radiazione e propagazione
  Con fisica standard sintetizziamo spettri, curve di luce, polarizzazione e RM, e modelliamo il riprocessamento lungo la grande struttura cosmica.
• Flusso di lavoro suggerito
  Si esegue prima il filtro J1–J6 per valutare la presenza di getto rettilineo guidato da corridoio; poi si inviano i casi positivi ai moduli di dinamica e radiazione per l’adattamento fine e l’interpretazione.

VI. In sintesi

• Atterraggio del meccanismo: il Corridoio Guida di Tensione scorta l’innesco e lo trasforma in getti diritti, stretti e veloci; la riuscita si verifica con J1–J6.
• Unificazione tra sorgenti: da GRB e AGN a getti di TDE, FRB e getti lenti, una geometria comune di corridoio spiega perché i getti sono rettilinei.
• Modellazione collaborativa: fissiamo la geometria con prior del corridoio e sovrapponiamo dinamica e radiazione standard per legare morfologia, fasi, spettri e polarizzazione in una catena esplicativa verificabile e riutilizzabile.