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ICRANet Newsletter



ICRANet Boletim informativo
Dezembro 2016 – Janeiro 2017






1. A primeira geração de jovens professores brasileiros formados pelo programa IRAP PhD leva adiante a mensagem fundamental dos professores Malheiro, Ruffini e Rueda: mais um claro sucesso do programa conjunto CAPES-ICRANet

Um novo artigo científico, intitulado “Thermal X-ray emission from massive, fast rotating, highly magnetized white dwarfs” (Emissão térmica em raios-X proveniente de anãs brancas altamente magnetizadas, massivas e com rotação rápida) acaba de ser publicado pelo grupo de cientistas do ICRANet composto por D. L. Cáceres, S. M. de Carvalho, J. G. Coelho, R. C. R. de Lima, Jorge A. Rueda na prestigiada revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomy Society (Fator de Impacto: 4.952), uma das de maior renome em astrofísica. A publicação está disponível em https://doi.org/10.1093/mnras/stw3047.
Há dois tipos especiais de objetos compactos: anomalous X-ray pulsars- AXPs (pulsares anômalos de raios-X), e soft gamma repeaters - SGRs (repetidores de raios gama moles), os quais possuem propriedades muito distintas entre os pulsares, a saber: a falta de evidência de companheiras binárias, a distribuição dos seus períodos de rotação na estreita zona de valores entre 5 e 12 segundos, a diminuição de rotação secular em escalas de tempo de 10³-10⁵ anos, a variabilidade em escalas de tempo bem diferentes, a ausência de emissão em rádio, a associação com remanescentes de supernovas (em alguns casos) [1]. Historicamente, SGRs foram descobertas por meio da detecção repetida de explosões de curta duração na região dos raios-X duros/raios gama moles, enquanto que a emissão advinda de AXPs foi primeiramente detectada na região dos raios gama moles. Observações subsequentes em comprimentos de ondas diferentes mostraram que ambos os tipos de objetos compartilhavam muitas características. Eles são considerados agora como objetos de uma mesma classe.
Quando AXPs e SGRs são interpretados como (1) estrelas de nêutrons (NS) (2) com massas da ordem daquela solar e (3) raios da ordem de 10 Km, a potência das suas emissões parece exceder em muitas ordens de grandeza a sua perda energética rotacional, requerendo então outras fontes de energia. A proposta mais "heterodoxa" na literatura científica foi considerar perdas de energia magnética no interior da estrela como a fonte de energia que alimenta as suas emissões eletromagnéticas, e.g. magnetar [2]. A estimativa dos campos magnéticos, baseados em observações de seus períodos de rotação e suas primeiras variações temporais dos períodos, excedem em muitos casos em algumas ordens de grandeza o valor do campo magnético crítico para a polarização do vácuo (QED), a saber, Bc=4.4x1013 Gauss.
Um modelo muito diferente foi proposto por Malheiro, Ruffini e Rueda [5], seguindo as linhas de trabalhos anteriores [6,7]. Eles re-analisaram de forma crítica as três hipóteses acima mencionadas, entendidas agora como não necessárias para a explicação de ambos SGRs e AXPs como fontes alimentadas. O modelo é baseado na física e astrofísica padrão e descreve SGRs e AXPs como alimentados pelas energias rotacionais de anãs brancas altamente magnetizadas (WDs), em total analogia com os pulsares alimentados pelas energias rotacionais de estrelas de nêutrons. Dados os seus maiores momentos de inércia, o modelo de anãs brancas proposto explica de forma natural o balanço energético da emissão contínua de AXPs e SGRs. Além do mais, a emissão de "flares" e explosões gigantes podem ser explicadas como consequência de "glitches", aumentos improvisados da frequencia de rotação, com mudanças fracionais de 10-7 a 10-3. Nesse modelo de anãs brancas, não só as energias associadas à emissão contínua mas também aquelas dos outbursts que se seguem depois dos "glitches" podem ser explicadas em termos da perda de energia rotacional. Isso contrasta grandemente com modelos alternativos de magnetares e estrelas de quarks, onde componentes diferentes são necessárias para se explicar a emissão estável dos outbursts, respectivamente. De forma contrária ao caso de estrelas de nêutrons, os campos magnéticos envolvidos no modelo de anãs brancas em discussão não são extremos e são da ordem daqueles observados na maioria das anãs brancas magnéticas isoladas.

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A foto de grupo realizada em ocasião do Encontro “Adriatic Workshop”, que ocorreu em Pescara entre 20 e 30 de Junho de 2016, na época em que esse novo trabalho foi levado a cabo. O Prof. Remo Ruffini é a quarta pessoa a partir da esquerda, na parte inferior e prof. Manuel Malheiro é o terceiro à direita. Na parte central se encontra o Prof. Jorge Rueda (quinto à esquerda), enquanto Diego Cáceres é a segunda pessoa à direita na parte superior.

A nova publicação de D. L. Cáceres e colaboradores [8] foca-se na emissão térmica de raios-X observados em SGRs e AXPs, em particular 4U 0142+61 e 1E 2259 586, ambos então tratados na literatura astrofísica como magnetares [9,10]. Contrariamente ao modelo de magnetares, onde a estrutura do campo magnético não é conhecida, a hipótese específica de anã branca em rotação, que tem um campo magnético bem estabelecido, permitiu novos desenvolvimentos e refinamentos das análises teóricas. Seguindo a ideia de Malheiro, Ruffini e Rueda [5], tal emissão térmica é similar àquela operante em pulsares usuais: a calota polar magnética sendo aquecida pelo fluxo de retorno de elétrons e pósitrons criados na magnetosfera. Os autores da publicação [8] mostraram que a energia cinética das partículas é efetivamente transformada em calor numa fina camada da calota polar (magnética) da anã branca, e então essa energia é eficientemente irradiada na forma térmica de raios-X moles. Este trabalho de D. L. Cáceres e colaboradores confirma as expectativas prévias feitas por Malheiro, Ruffini e Rueda [5] de que em AXPs, além da componente de radiação de corpo negro observada nos comprimentos de onda óptico e interpretada como a temperatura superficial das anãs-brancas em resfriamento, a componente de corpo negro vista em raios-X pode ser de natureza magnetosférica. Este trabalho adiciona também novas ideias à teoria de anãs brancas e lança luz nas propriedades da magnetosfera, na estrutura do campo magnético e nas propriedades de emissão pulsadas de anãs brancas magnetizadas e com rotação.
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O professor S.O. Kepler é autor do mais amplo catálogo de anãs brancas.
É oportuno recordar que o Brasil através dos trabalhos do Professor Kepler ocupa hoje uma posição de primeiro plano no estudo das anãs brancas. Cerca de 600 tais estrelas foram recentemente identificadas no maior catálogo de anãs brancas feito pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), publicado por S. O. Kepler [11,12]. Este catálogo contém agora dezenas de milhares de anãs brancas identificadas de forma espectroscópica. Tal inaudita quantidade de anãs brancas conhecidas teve um imenso impacto nos estudos dessas estrelas. A atualização mais recente desse catálogo acabou de ser publicada [13].

A publicação de D. L. Cáceres e colaboradores [8] traz uma nova e fundamental compreensão do papel da rotação bem como dos campos magnéticos nas anãs brancas.

Referências:
[1] S. Mereghetti, Astron Astrophys Rev 15 (2008) 225; S. Mereghetti, Brazilian Journal of Physics 43 (2013) 356.
[2] R. C. Duncan and C. Thompson ApJL 392 (1992) L9; C. Thompson and R. C. Duncan, MNRAS 275 (1995) 255; C. Thompson and R. C. Duncan, ApJ 473 (1996) 322.
[3] H. Tong and R.-X. Xu, IJMPE 20 (2011) 15.
[4] N. Rea, et al., Science 330 (2010) 944.
[5] M. Malheiro, J. A. Rueda and R. Ruffini, PASJ 64 (2012) 56.
[6] B. Paczynski, ApJ 365 (1990) L9.
[7] V. Usov, ApJ 427 (1994) 984.
[8] D. L. Cáceres et al., MNRAS 465 (2017) 4434.
[9] Z. Wang, D. Chakrabarty and D. L. Kaplan, Nature 440 (2006) 772.
[10] R. F. Archibald et al, Nature 497 (2013) 591.
[11] S. O. Kepler, et al., MNRAS 446 (2015) 4078.
[12] E. Garcia-Berro, M. Kilic and S.O. Kepler, IJMPD 25 (2016) 1630005.
[13] S. O. Kepler, arXiv:1702.01134.


Sobre os autores
foto Diego Leonardo Cáceres Uribe, colombiano, estudante do programa de Doutrado IRAP PhD. Atualmente está no ICRANet de Pescara com uma bolsa italiana.
foto Sheyse Martins de Carvalho, brasileira, foi estudante do programa de Doutorado Erasmus Mundus IRAP PhD e recebeu o Diploma de Doutorado em 2013. Entre Fevereiro de 2014 e Fevereiro de 2016, foi bolsista do Programa CAPES-ICRANet, realizando um pós-Doutorado na Universidade Federal Fluminense (UFF). Atualmente é Professora na Universidade Federal do Tocantins (UFT), Brasil.
foto Jaziel Goulart Coelho foi bolsista do Programa CAPES-ICRANet, realizando um pós-Doutorado na Universidade “Sapienza” de Roma entre Fevereiro de 2014 e Janeiro de 2015. Atualmente é pesquisador de pós-Doutorado no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Brasil.
foto Rafael de Lima foi bolsista do Programa CAPES-ICRANet, realizando um pós-Doutorado na sede principal do ICRANet em Pescara entre Março de 2014 e Fevereiro de 2016. Atualmente é Professor na Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), Brasil.
foto Jorge Ruerda é professor do ICRANet. Foi bolsista do Programa CAPES-ICRANet, como pesquisador sênior visitante estrangeiro no Brasil entre 2013 e 2015.

Referido trabalho é realizado no âmbito da colaboração entre o ICRANet e as Universidades brasileiras, ver:
ICRANet-UFF - ICRANet-INPE - ICRANet-UDESC




2. Um novo centro do ICRANet em Isfahan

O Prof. Remo Ruffini, Diretor do ICRANet, e o Dr. Narek Sahakyan (Diretor da Sede do ICRANet em Erevan) visitaram os seguintes centros e institutos no Irã: a Universidade Tecnológica de Isfahan, nos dias 10 e 11 de Dezembro de 2016; o Instituto para Estudos Avançados em Ciências Básicas – IASBS em Zanjan e a Universidade de Shahid Beheshti. Em ocasião dessa visita, foi inaugurado o centro do ICRANet no Departamento de Física da Universidade Tecnológica de Isfahan – IUT.

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Da esquerda para a direita: o Dr. Narek Sahakyan (Diretor da Sede do ICRANet em Erevan), o Prof. Remo Ruffini (Diretor do ICRANet), o Prof. Mahmood Modarres-Hashemi (Presidente da IUT), o Prof Parviz Kameli (Chefe do Departamento de Física da IUT) e o Prof. Moslem Zarei (Delegado da Divisão de Pesquisa do Departamento de Física da IUT)

Entre 10 e 11 de Dezembro, o Professor Ruffini teve a possibilidade de se encontrar com o Presidente da Universidade Tecnológica de Isfahan e otros Oficiais. Após terem visitado o Departamento de Física, o Professor Ruffini realizou uma conferência e participou de uma reunião entre o Diretor do ICRANet e o pessoal docente do Departamento de Física. No mesmo Departamento de Física, realizou-se também a conferência do Dr. Narek Sahakyan.

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Visita do Prof. Ruffini ao IASBS – Instituto para Estudos Avançados em Ciências Básicas (Zanjan)

Em ocasião da visita ao Instituto para Estudos Avançados em Ciências Básicas em Zanjan, o Professor Ruffini se encontrou também com o Prof. Yousef Sobouti, fundador do referido instituto. Ele conseguiu seu PhD no Nobel Laureate Subrahmanyan Chandrasekhar e é um físico teórico iraniano de proeminência científicas mundialmente reconhecida. O Instituto para Estudos Avançados em Ciências Básicas é conhecido hoje como Universidade para Estudos Avançados em Ciências Básicas. Para mais informações acesse: http://iasbs.ac.ir/~sobouti/

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Visita do Prof. Ruffini à SBU – Universidade Shahid Beheshti, da esquerda para a direita: o Prof. Seyed Mohammad Sadegh Movahed, o Prof. Reza Mansouri, o Prof. Vahid Ahmadi, o Prof. Remo Ruffini, o Dr. Narek Sahakyan, Official.


ACORDOS COM INSTITUTOS IRANIANOS
1. IUT Universidade Tecnológica de Isfahan, Isfahan, Irã (21 de Fevereiro de 2016)
2. Universidade Tecnológica de Sharif, Teerão, Irã (12 de Março de 2016)
3. IASBS Instituto para Estudos Avançados em Ciências Básicas, Zanjan, Irã (9 de Abril de 2016)
4. IPM Instituto para Pesquisa em Ciências Fundamentais, Teerão, Irã (e de Maio de 2016)
5. Universidade de Shiraz, Shiraz, Irã (March 21, 2016)
Para os textos dos acordos acesse aqui.




3. O primeiro Catálogo ICRANet de "Hipernovas em sistemas binários" no BSDC

O Diretor do ICRANet, Professor Remo Ruffini, anuncia a publicação do primeiro catálogo ICRANet de hipernovas binárias (IBdHNe), contendo 175 fontes observadas até o final de 2016 [1-3].
Em uma série de publicações recentes, cientistas do ICRANet liderados pelo professor Remo Ruffini chegaram a um novo quadro abrangente de explosões de raios gama (GRBs) graças ao desenvolvimento de uma série de novas abordagens teóricas. Entre esses, o paradigma do colapso gravitacional induzido (IGC) explica uma classe de GRB energéticos de longa duração associados a supernovas Ib / c (SN), recentemente denominadas BdHNe (ver Figura 1 e 2 e [4-7]).

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Fig. 1: Representação gráfica do cenário de colapso gravitacional induzido (IGC). A estrela de nêutrons (NS) companheira acreta material das camadas exteriores em expansão da supernova (SN) que explodiu. Se o sistema binário é compacto o suficiente, o processo de acreção torna-se hipercrítico, e a NS eventualmente entra em colapso para um buraco negro, gerando um GRB. Fig. 2: Este diagrama espaço-tempo mostra todos os diferentes processos físicos e emissões relativas ocorrendo em um fenômeno BdHN.

As BdHNe têm um conjunto bem definido de características observacionais que permitem identificá-las:
- Longa duração da explosão do GRB, nomeadamente superior a 2 s no referencial de repouso;
- Uma energia total, liberada istropicamente pela explosão do GRB, maior que 1052 ergs;
- Energia de pico liberada durante a explosão do GRB maior do que 200 keV;
- Presença de um flare na emissão de raios X ao redor de 100 s no referencial de repouso após a explosão do GRB, visível se dominante sobre a emissão de raios-X subjacente [1];
- Uma fase de platô na luminosidade em raios-X emitida entre ~ 100 e 104 s no referencial de repousou, após a explosão do GRB;
- Uma lei de potência universal decrescente no tempo na luminosidade do afterglow em raios-X após 104 s, com índice espectral típico de ~ -1,5 [3, 8].
As três primeiras características consideram a emissão prompt do GRB observada nos raios-gama pelos instrumentos GBM, BAT, Konus - a bordo, respectivamente, dos Satélites Fermi, Swift e Wind. As três características seguintes são observadas dentro da emissão de raios-X decrescente de longa duração, bem observada pelo instrumento XRT a bordo do Swift.

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FIG. 3: As primeiras 20 linhas do Catálogo IBdHN, mostrando algumas das quantidades significativas observadas. As primeiras sete BdHNe formam o chamado "Golden Sample", as primeiras fontes que foram identificados como BdHNe

Graças a este novo entendimento teórico e observacional, foi possível aos cientistas do ICRANet construir o primeiro catálogo BdHNe, composto pelas 175 BdHNe identificados até o final de 2016. No catálogo, BdHNe são denominadas como "IBdHN", onde o "I" representa ICRANet, seguido do número que identifica a data de explosão correspondente do GRB.
A Figura 3 mostra as primeiras 20 linhas do primeiro catálogo IBdHNe. As colunas mostram algumas das quantidades observadas significativas das BdHN. A lista completa das quantidades contidas no catálogo é a seguinte:
- Z: o redshift observado, que nos dá informações sobre a distância da fonte;
- Rf T90: a duração do GRB no referencial de repouso, ou seja, o tempo observado durante o qual o GRB liberou 90% da sua energia, corrigida pelo redshift;
- Eiso: energia total liberada pelo GRB isotropicamente, calculada entre 1-104 keV;
- Tstart: o tempo de duração no referencial de repouso do comportamento decrescente em lei de potência dos raio-X no afterglow;
- Tend: o tempo no referencial de repouso dos últimos dados de raios-X observado por Swift / XRT;
- Índice Espectral: inclinação descendente da lei de potência em raios X no afterglow;
- ELT: energia total liberada em todas as direções na faixa de raios-X entre 104 e 106 s no referencial de repouso após a explosão do GRB;
- Ângulo: ângulo de abertura inferido da emissão de raios X;
- Flare: marca a presença de um flare em torno de 100 s no referencial de repouso, visível nos raios-X quando dominante sobre a emissão decrescente subjacente;
- Satélite: nome do satélite que tem os melhores dados observados na banda de raios gama;
- GCN: número da circular GCN correspondente aos melhores dados de raios gama da fonte.
This catalogue is currently uploaded in the BSDC.

References:
[1] Ruffini, R., Wang, Y., Muccino, M., et al. em preparação
[2] Ruffini, R., Rueda, J. A., Muccino, M., et al. 2016, ApJ, 832, 136
[3] Pisani, G. B., Ruffini, R., Aimuratov, Y., et al. 2016, ApJ, 833, 159
[4] Fryer, C. L., Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2014, ApJ, 793, L36
[5] Rueda, J. A., Ruffini, R., 2012, ApJ, 758, L7
[6] Ruffini, R., Wang, Y., Enderli, M., et al. 2015, ApJ, 798, 10
[7] Ruffini, R., Muccino, M., Bianco, C. L., et al. 2014, A&A, 565, L10
[8] Pisani, G. B., Izzo, L., Ruffini, R., et al. 2013, A&A, 552, L5 https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3_archive.html




4. O primeiro catálogo brasileiro ICRANet de Blazares Emissores de Raios-Gama no BSDC

Há cinco projetos principais no BSDC, em que o Prof. Paolo Giommi colabora com o pós-doutor brasileiro, Dr. Bruno Sversut Arsioli, que obteve seu doutorado no programa de Doutorado do IRAP promovido pelo ICRANet.

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O primeiro, o 1WHSP, é uma amostra de blazars HSP, com cerca de 1000 objetos em | b |> 20˚, construídos com base em critérios de seleção multifreqüência, incluindo cores IR. Na época, essa amostra era o maior catálogo HSP disponível, e era fundamental entender que o céu do CTA estaria cheio de novas fontes para estudar. Esta amostra é uma coleção de candidatos HE e VHE, a serem observados com os telescópios Cherenkov atuais e futuros. Com essa amostra, também estudamos e sugerimos novas associações com fontes do catálogo 3FGL, que foram então consideradas pela equipe do Fermi-LAT para o catálogo 3LAC (listando AGNs com contrapartidas de raios gama). Além disso, este trabalho também discute as propriedades da população para esta família particular de blazares. Este trabalho está publicado em A & A 579, A34 (2015), e também está disponível on-line: https://arxiv.org/abs/1504.02801; e um link direto para a ferramenta SEDbuilder está aqui: http://www.asdc.asi.it/1whsp/. Em colaboração com Yu-Ling Chang (também estudante IRAP PhD, de Taiwan), catálogo 1WHSP foi estendido. O catálogo 2WHSP agora desce para | b |> 10˚ e também é baseado em critérios de seleção multifreqüência, apesar de não usar a seleção de cor IR desta vez, de modo que conseguimos ser mais completos. Também usamos o catálogo de raios X atualizado e nos beneficiamos de mais de 160 novas observações Swift XRT de blazars WHSP. Isso nos permitiu ter uma melhor descrição dos parâmetros de pico do synchrotron para muitas fontes já conhecidas, e novas fontes HSP, para que pudéssemos revisitar alguns estudos populacionai anteriores usando a amostra 2WHSP. O 2WHSP tem ~ 1700 objetos, e está publicado em A & A 598, A17 (2017), também disponível em: https://arxiv.org/abs/1609.05808; E um link direto para a ferramenta SED construtor está aqui: http://www.asdc.asi.it/2whsp.
O terceiro trabalho desta série, é o primeiro catálogo brasileiro de balzares, o “ICRANet Gamma-ray Blazar Catalogue”. Visto que nós construímos o WHSP como uma coleção de blazares candidatos a emissores de TeV, eles também devem ser muito úteis para desvendar novas fontes de MeV-GeV ao alcance do satélite Fermi-LAT. Assim, usamos 7,5 anos de dados da Fermi-LAT Pass 8 e estudamos cerca de 400 fontes brilhantes do WHSP que ainda não tinham contrapartida em raios gama. Como resultado, encontramos 150 novas fontes de raios gama. Estas fontes são o que chamamos de 1BIGB (Primeiro catálogo brasileiro ICRANet de Blazares em Raios-Gama). Descrevemos seus parâmetros espectrais na faixa de 0,3-500 GeV, e mostramos que eles poderiam representar 6-8% do fundo de raio gama difuso extragaláctico em torno de 50 GeV. Além disso, este trabalho é uma importante “prova de conceito” no sentido de que as amostras WHSP são realmente úteis para desvendar fontes de alta-energia, e certamente muito úteis para selecionar fontes promissoras em TeV.




5. Visita do Prof. Rueda à Colômbia

Entre 12 e 16 de Dezembro de 2016, o Professor Jorge Rueda visitou a Universidade Industrial de Santander (UIS), em Bucaramanga, Colômbia, onde recebeu o “Prêmio Melhor Ex-Estudante” e realizou o mini-curso “Física e Astrofísica das anãs brancas e das estrelas de nêutrons” de 8 horas no Departamento de Física da UIS. Foi convidado a participar das conferências em ocasião da “III Jornadas Científicas Escuela de Física UIS” bem como da conferência pública “Vida después de la muerte: los cataclismos más potentes del Universo” realizada em ocasião do “Café Científico” organizado pela Casa do Livro Total em Bucaramanga.

Link ao video da conferência pública na Casa do Livro Total em Bucaramanga: https://www.youtube.com/watch?v=Xs2rSYzwbvA

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Conferência pública do Prof. Jorge Rueda durante o evento "Café Científico" realizado na Casa do Livro Total no dia 15 de Dezembro de 2016, em Bucaramanga.




6. Duas reuniões do projeto "Alternância entre escola e trabalho" com o Liceu Científico Galileo Galilei de Pescara

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Realizaram-se em Dezembro os primeiros dois encontros com os 25 estudantes do Liceu Científico "Galileo Galilei" de Pescara que participam do projeto "Alternância entre escola e trabalho" os quais deverão realizar um total de 70 horas de aulas entre teoria e prática. Foco da primeira aula, realizada pelo Prof. Costantino Sigismondi e pela Dra Alessandra di Cecco, foi "O valor da pesquisa e o trabalho do pesquisador" e um vídeo sobre esse assunto foi apresentado pelo Prof. Sigismondi (https://www.youtube.com/watch?v=OOVxOlsEDoU&t=1s). O segundo video proposto aos estudantes é sobre "Geminids and Quadrantids: guide for scientific observation" (https://www.youtube.com/watch?v=0xLV0BOrvdg&feature=youtu.be), enquanto a Dra Alessandra di Cecco apresentou uma introdução à astrofísica (http://www.icranet.org/scuola_lavoro/dicecco_sem.pdf).

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No segundo encontro o tema da “História da Astrofísica e Relatividade” é abordado e focalizado pelos profesores Gregory Vereshchagin e Vladimir Belinski, bem como pelo estudante chinês de Doutorado Yu Wang.

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7. Novas defesas de teses de Doutorado e Diploma

Clément Stahl defendeu a sua tese de Doutorado "On early and late phases of acceleration of the expansion of the universe", no dia 23 de Janeiro de 2017 na Universidade "Sapienza" de Roma
Membros da Comissão: Jean Audouze (Institut d'Astrophysique de Paris, França), Paolo De Bernardis (Universidade "Sapienza" de Roma "Sapienza", Itália), Massimo Della Valle (Observatório Astronômico de Capodimonte, Itália) e Nikolaos Mavromatos (King's College London, Reino Unido).

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A tese de Doutorado de Clément Sthal aborda a questão da geração de fases aceleradas de expansão do universo. Modelos a grosso modo relacionados foram desenvolvidos nas fases primitiva e tardia do universo. No universo primordial, generalizações do efeito Schwinger foram desenvolvidas em espaços-tempo curvos (de Sitter) e alguns efeitos de backreaction foram estimados.
Na fase tardia do universo, o modelo fractal foi desenvolvido e confrontado com dados de supernovas. Isso assume um universo acelerado se expandindo como sendo nada a mais que uma miragem devido às heterogeneidades dispostas de forma fractal (nesse modelo particular). Finalmente um modelo de energias interagentes baseado na teoria gravitacional de Einstein-Cartan foi fenomenologicamete investigado.

A tese é baseada na seguinte publicações:
E. Bavarsad, C Stahl, and S.-S Xue, Scalar current of created pairs by Schwinger mechanism in de Sitter spacetime, Phys. Rev., vol. D 94, 2016.
C. Stahl and E. Strobel, Semiclassical fermion pair creation in de Sitter spacetime, proceeding of the second Cesar Lattes meeting, 2015.
C. Stahl, E. Strobel, and S.-S. Xue, Fermionic current and Schwinger e_ect in de Sitter spacetime, Phys. Rev., vol. D 93, 2016.
C. Stahl, E. Strobel, and S.-S. Xue, Pair creation in the early universe, proceeding of MG14, 2016.
C. Stahl and S.-S. Xue, Schwinger effect and backreaction in de Sitter spacetime, Phys. Lett., vol. B760, 2016.
C. Stahl, Inhomogeneous matter distribution and supernovae, Int. J. Mod. Phys., vol. D25, 2016.
R. Ruffini, C. Stahl, Cosmological fractal matter distribution with an upper cutoff, proceeding of IK14, 2016
D. Bégué, C. Stahl, and S.-S. Xue, A model of interacting dark energy and supernovae, to appear, 2017.




8. Últimas publicações

a. "Emissões de raios X térmicos de anãs brancas altamente magnetizadas, massivas, de rotação rápida", DL Cáceres, SM de Carvalho, JG Coelho, RCR de Lima, Jorge A. Rued, MNRAS (2016) 465 (4): 4434-4440
Há evidência observacional sólida sobre a existência de anãs brancas (WDS) massivas M ∼ 1 M⊙, altamente magnetizadas com campos magnéticos na superfície de até B ∼ 109 G. Nós mostramos que, para além destas características, a estrela em rápida rotação, pode transformar-se em um pulsar e emitirá radiação detectável de alta-energia. Os valores dos parâmetros de estrutura (massa, raio, momento de inércia), campo magnético, período de rotação e taxas de spin-down são inferidos. Mostramos que WDs acima emitem radiação de corpo negro na banda de raios-X moles, através do aquecimento do cap polar magnético por bombardeamento de pares criados e discutimos como exemplo a emissão de raios-X de repetidores gama suaves e anomalias nos pulsares de raios-X dentro do modelo WD.
O documento está disponível aqui: https://doi.org/10.1093/mnras/stw3047

b. "Polarização de um feixe de laser de sonda devido a efeitos QED não lineares", Soroush Shakeri, Seyed Zafarollah Kalantari e She-Sheng Xue, Phys. Rev. A 95, 012108
As interacções QED não lineares induzem propriedades de polarização diferentes num determinado feixe. Consideramos os efeitos de polarização causados pela interação fóton-fóton em experimentos com laser, quando um feixe de laser se propaga através de um campo magnético constante ou colide com outro feixe de laser. Resolvemos a equação de Boltzmann quântica dentro da estrutura do Lagrangeano de Euler-Heisenberg para campo de fundo dependente do tempo e constante para explorar a evolução temporal dos parâmetros de Stokes Q, U e V descrevendo a polarização. Assumindo um raio laser de sonda polarizado inicialmente linearmente, também calculamos a elipticidade induzida e a rotação do plano de polarização.
O documento está disponível aqui: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.95.012108

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Figuras: Comparação entre parâmetros de Stokes adimensionais U, Q e V em campos de fundo dependentes do tempo e estáticos. No caso dependente do tempo, utilizamos a solução numérica de Sec. 4b para traçar U [linha tracejada (verde)] e Q [linha pontilhada (vermelha)] no painel esquerdo e para V [linha pontilhada (vermelha)] no painel direito. No campo magnético estático utilizamos a solução analítica de Sec. 4a para traçar Q e U [linha sólida (azul)] no painel esquerdo e V [linha sólida (azul)] no painel direito. Estas figuras são representadas graficamente para um feixe de laser de sonda linearmente polarizado de 10 keV interagindo com um feixe de laser alvo em frequência óptica ω = 1eV e intensidade de pico I = 3×1022W/cm2.
 
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