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ICRANet Newsletter



ICRANet Boletim informativo
Decembro de 2017 – Fevereiro de 2018



SUMÁRIO
1. Últimos resultados científicos da ICRANet em colaboração com o Brazil
2. Apresentação do relatório científico da ICRANet referente ao ano de 2017
3. Parabéns ao Prof. Narek Sahakyan, Diretor da ICRANet-Yerevan, por receber o prêmio nacional para as melhores conquistas científicas
4. Novos acordos de cooperação
5. Exposição na Fundação Besso, 12 de dezembro de 2017-12 de janeiro de 2018
6. Visita do Prof. Ruffini ao Brasil, 18-23 de janeiro de 2018
7. Visita do Prof. Ruffini à Dinamarca, 23 de fevereiro de 2018
8. Conferência do Prof. Ruffini no Cosmos Club, Washington,5 de fevereiro de 2018
9. Publicação dos proceedings do encontro IK15
10. Próximos encontros
11. Visitas científicas à ICRANet
12. Visita de S.E. Gerardina Basilicata, Governador civil da cidade de Pescara, à ICRANet, 15 de fevereiro de 2018
13. Últimas publicações



1. Últimos resultados científicos da ICRANet em colaboração com o Brazil

O grupo de autores liderado pelo Prof. Jorge Rueda do ICRANet acabou de publicar um novo trabalho “Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts” na prestigiada revista Astrophysical Journal (fator de impacto de 5.533).

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Fig. 1. Electron neutrino and antineutrino flavor evolution for inverted hierarchy and dM/dt = 10-6 solar masses. The survival probability is shown as a function of distance from the NS surface.

The induced gravitational collapse paradigm of long gamma-ray bursts associated with supernovae (SNe) predicts a copious neutrino–antineutrino emission owing to the hypercritical accretion process of SN ejecta onto a neutron star (NS) binary companion. The neutrino emission can reach luminosities of up to 1057 MeV s‑1, mean neutrino energies of 20 MeV, and neutrino densities of 1031 cm‑3. Along their path from the vicinity of the NS surface outward, such neutrinos experience flavor transformations dictated by the neutrino-to-electron-density ratio, see Fig. 1. The evolution of neutrino and electron on the accretion zone are determined and used to compute the neutrino flavor evolution. For normal and inverted neutrino mass hierarchies and within the two-flavor formalism νeνx), the final electronic and nonelectronic neutrino content after two oscillation processes is estimated: (1) neutrino collective effects due to neutrino self-interactions where the neutrino density dominates, and (2) the Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein effect, where the electron density dominates. The final neutrino content is composed by ∼55% (∼62%) of electronic neutrinos, for the normal (inverted) neutrino mass hierarchy. The results of this work are the first step toward the characterization of a novel source of astrophysical MeV neutrinos in addition to core-collapse SNe and, as such, deserve further attention.

See more: L. Becerra, M. M. Guzzo, F. Rossi-Torres, J. A. Rueda, R. Ruffini and J. D. Uribe, "Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts", The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 2, article id. 120, 19 pp. (2018)
Link: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaa296/meta




2. Apresentação do relatório científico da ICRANet referente ao ano de 2017

O professor Ruffini, Diretor da ICRANet, apresentou o relatório científico da ICRANet referente ao ano de 2017 ao Conselho Científico desta organização. Objetivos da edição deste ano dos três volumes do relatório foram: examinar os tradicionais domínios da pesquisa, apresentar os resultados científicos mais recentes obtidos nos centros da rede ICRANet na Itália, na Armênia, no Brazil e na França, bem como apresentar um relatório sobre o estado da colaboração internacional coordenada pela ICRANet. Os três volumes do relatório apresentam também todas as atividades científicas da ICRANet, incluindo os encontros internacionais organizados pela ICRANet, todos os acordos de colaboração científica com as universidades e os centros de pesquisa realizados ou renovados ao longo de 2017, bem como a composição do pessoal docente, do pessoal administrativo, dos palestrantes e dos estudantes. Todos os CV saõ apresentados no documento complementar “The ICRANet Staff, Visiting Scientists and Graduate Students at the Pescara Center”.

Para ler e baixar o relatório científico da ICRANet acesse: aqui.




3. Parabéns ao Prof. Narek Sahakyan, Diretor da ICRANet-Yerevan, por receber o prêmio nacional para as melhores conquistas científicas

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Fig. 2: O professor Narek Sahakyan, Diretor do ICRANet-Yerevan, recebendo o prêmio.


É com grande prazer que anunciamos que no dia 28 de fevereiro de 2018 o Professor Narek Sahakyan, Diretor do ICRANet-Yerevan, recebeu o prêmio “Best Youth Scientific Achievement” durante a cerimônia de premiação Haykyan 2017. O evento foi realizado na Acadêmia Nacional Teatro de ópera e ballet em Armênia, na presença do Presidente da Armênia Serzh Sargsyan e vários representantes do governo armênio. Foram premiados também jiovens bem-sucedidos, grupos de jovens e organizações que se destacaram por suas iniciativas inovadoras em 2017.




4. Novos acordos de cooperação

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No dia 2 de Fevereiro de 2018, a ICRANet celebrou um acordo de cooperação com a Universidade de Lubiana, na Eslovénia. O acordo foi assinado pelo Prof. Igor Papic, Reitor da Universidade de Libiana, e pelo Prof. Remo Ruffin, Diretor da ICRANet.
Tal acordo, que terá validade de 5 anos, visa prestar reciprocamente assessoria na promoção de atividade conjuntas de investigação teórica e observacional no campo da Astrofísica Relativística, realizar programas de intercâmbio de docentes, investigadores, estudantes de pós-doutorado e estudantes de doutorado bem como fomentar o desenvolvimento tecnológico, desenvolver os centros de dados para os dados atrofísicos em todas as faixas de frequência, organizar cursos de ensino e formação, desenvolver pesquisa inter-institucional nas áreas associadas aos programas de formação locais, e realizar publicações conjuntas.
Para o texto do Acordo, acesse: http://www.icranet.org/documents/agreementICRANet-UNILJ.pdf




5. Exposições na Fundação Besso, 12 de dezembro de 2017-12 de janeiro de 2018

A ICRANet, em colaboração com a Fundação Besso, ICRA e ECIPA, no âmbito do projeto “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme”, apoiado pelo Ministério da Educação, da Universidade e da Pesquisa (MIUR, pelas suas siglas em italiano), organizou duas exposições abertaos ao público nos locais da Fundação Besso, no período de 12 de dezembro de 2017 a 12 de janeiro de 2018: “Einstein, Fermi e Heisenberg e o nascimento da Astrofísica Relativística” e “ICRANet e China”. (ver: aqui).
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Fig. 3. Prof. Ruffini comentando as foto da Exposição. Fig. 4. Prof. Ruffini comentando as foto da Exposição.

Além do material pertinente ao tópico das exposições, foram apresentados ao público diferentes importantes documentos históricos, vídeos das sessões plenárias do 14° encontro Marcel Grossmann realizado em Roma em 2015 bem como provas fotográficas de importantes eventos realizados nas diversas sedes da ICRANet no mundo.
Em paralelo com as referidas exibições, a ICRANet organizou também três seminários nos dias 12 de dezembro de 2017, 8 e 12 de janeiro de 2018 com mais de 50 estudantes dos Liceu científico “Galileo Galilei” de Pescara, do instituto “I.I.S. Federico Caffé” de Roma, e do instituto “I.I.S. Guglielmo Marconi” de Civitavecchia (Roms). Durante esses eventos, os cientistas e os pesquisadores apresentaram aos estudantes e ao público alguns entre os mais recentes resultados científicos. Entre os palestrantes: o Prêmio Crafoord Prof. Roy Patrick Kerr (Yevgeny Mikhajlovic Lifshitz - ICRANet Chair), o Prof. Remo Ruffini (Diretor da ICRANet), o Prof. Roberto Battiston (Presidente da Agência Espacial Italiana), o Prof. Paolo de Bernardis (da Universidade Sapienza de Roma), o Prof. Paolo Giommi (da Agência Espacial Italiana), o Prof. Fulvio Ricci (da Universidade Sapienza de Roma), o Prof. Massimo Della Valle (ex diretor do Observatótio Astronômico de Capodimonte de Naples), o Prof. Marco Tavani (do Instituto Nacional de Astrofísica), o Prof. Carlo Luciano Bianco (da Universidade Sapienza de Roma), o Prof. Costantino Sigismondi (do instituo “I.I.S. Federico Caffé” de Roma e do instituto “I.I.S. Guglielmo Marconi” de Civitavecchia- Roma, Professor Adjunto da ICRANet), o Prof. Jorge Armando Rueda Hernández (ICRANet Faculty) e muitos esudantes do doutorado IRAP PhD.
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Fig. 5. Da direita para esquersda: o Prof. Remo Ruffini (Diretor da ICRANet), o Prof. Paolo de Bernardis (Universidade Sapienza de Roma), e o Prof. Roberto Battiston (Presidente da Agência Espacial Italiana) durante o seminário conjunto realizado no dia 12 de Janeiro de 2018 na Fundação Besso, Roma. Fig. 6. Organizadores da Exibição e palestrantes na Fundação Besso.

Para os videos das apresentações e para um passeio virtual pelas exibições (em italiano), acesse:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLr5RLbSWSons08aRIX8vY_5kMdTgNyO32.




6. Visita do Prof. Ruffini ao Brasil, 18-23 de janeiro de 2018

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Nos dias de 18 a 23 de janeiro, o Professor Ruffini, Diretor da ICRANet, realizou uma visita ao Brazil. Durante esta visita foi formulada uma nova proposta para o Brazilian Science Data Center (BSDC), que foi lançada com a participação de ICRANet, ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), e foi renovado o acordo de colaboração com o ITA. O Prof. Ruffini viajou para São José dos Campos, onde encontrou o Reitor do ITA, Prof. Dr. Anderson Ribeiro Correia, e o Diretor do INPE, Prof. Dr. Ricardo Magnus Osório Galvão. Depois desses encontros, ele viajou para Brasília, onde encontrou os representantes do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) bem como do Ministério das Relações Exteriores (MRE). Na capital ele teve uma profícua reunião com S.E. o Embaixador Antonio Bernardini, Embaixador da Itália no Brasil.
No último dia da visita, o professor Ruffini teve um encontro com o Prof. Ronald Cintra Shellard e o Prof. Ulisses Barres de Almeida, respectivamente Diretor e professor do CBPF e da ICRANet.
A visita do Professor Ruffini ao Brasil foi uma exelente ocasião para debater e realizar frutuosas trocas de opiniões com especialistas no campo da astrofísica relativística, bem como para apresentar os novos resultados científicos obitos pelos cientistas da ICRANet nos últimos meses.




7. Visita do Prof. Ruffini à Dinamarca, 23 de fevereiro de 2018

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Fig. 7 and 8: Prof. Remo Ruffini durante a visita ao Instituto Niels Bohr em Copenhague, na Dinamarca no dia 23 de fevereiro de 2018, com o Professor Andrew D. Jackson e o Professor Pawel Naselsky, o estudante de Doutorado IRAP PhD José Fernando Rodriguez Ruiz e alguns pesquisadores do some researchers from the Instituto dinamarquês.


No dia 23 de fevereiro de 2018, o Professor Ruffini e o estudante de Doutorado José Fernando Rodriguez Ruiz visitaram o Instituto Niels Bohr em Copenhague, na Dinamarca, onde tiveram a oportunidade de conversar com os professores Andrew D. Jackson e Pawel Naselsky do referido instituto sobre os últimos resultados obitos na ICRANet no campo das ondas gravitacionais. Referidos resultados são apresentados numa série de publicações, como o trabalho publicado recentemente na revista JCAP, ver: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018JCAP...02..030R.




8. Conferência do Prof. Ruffini no Cosmos Club, Washington,5 de fevereiro de 2018

12 No dia 5 de fevereiro de 2018 o Prof. Ruffini participou nas conferências do Cosmos Club em Washington, nos Estados Unidos. Durante a conferência, além de apresentar as mais recentes linhas de pesquisa da ICRANet e as atividades científicas em andamento, o Prof. Ruffini ministrou a palestra “O momento da formação de um Buraco Negro nos Gamma-Ray Burst”. Ele esteve muito grato e honrado por esta oportunidade que lhe foi concedida pela segunda vez desde 1972: de fato, no dia 12 de maio de 1972, ele ministrou uma palestra Joseph Henry da Sociedade Filosófica de Washington “Neutron stars and black holes in our galaxy” no Cosmos Club.




9. Publicação dos proceedings do encontro IK15

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Temos o prazer de anunciar que no dia 29 de Janeiro de 2018 foram publicados os proceedings da “XIII Conferência Internacional sobre Gravitação, Astrofísica e Cosmologia (ICGAC) e 15º Simpósio sobre Astrofísica Relativística – Um Encontro conjunto” realizada entre 3-7 de julho de 2017 na Universidade de Mulheres Ewha, Seul, Coreia. Os trabalhos, editados por B. Gwak, G. Kang, C. Kim, H.-C. Kim, C.-H. Lee, J. Lee, S. Lee e W. Lee, são organizados em nove seções: plenárias, Classical Gravity, Quantum Gravity, Astrofísica, Ondas Gravitacionais, Teoria Inflacionária e Matéria Escur, Gravity in String Theory, Cosmologia e Buraco Negros e estão disponível para download através de um link no seguinte endereço: https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2018/03/contents/contents.html.
Os simpósios ítalo-coreanos iniciaram-se em 1987 e têm ocorrido a cada dois anos alternadamente na Coreia do Sul e na Itália, sendo financiados pela Fundação para a Ciência e Engenharia da Coreia do Sul (KOSEF em inglês), pelo Conselho Nacional de Pesquisas da Itália (CNR em italiano), pelo ICRANet e também pelas universidades-sede. Objetivo principal desta edição do simpósio foi promover o intercâmbio de cientistas italianos e coreanos, em particular dos jovens investigadores.




10. Próximos encontros

15º Encontro Marcel Grossmann

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Temos grande prazer em anunciar a abertura de inscrições on-line para o 15º Encontro Marcel Grossmann, que terá lugar em Roma, na Universidade “Sapienza” no período de 1 a 7 de julho de 2018. Para as inscrições online acesse: http://www.icra.it/mg/mg15/registration.htm.
A inscrição antecipada valida até 25 de maio tem taxa menor (€ 400). A taxa de inscrição regular é € 450. A taxa de inscrição de estudante antecipada (só com identificação estudantil) é € 150 até 25 de maio. A taxa de inscrição de estudante regular (só com identificação estudantil) é € 200. O pagamento online da taxa de inscrição será aceite até o dia 25 de junho. Após este prazo, será possível pagar no local só com cartão de crédito.
Para o cartaz preliminar acesse: http://www.icra.it/mg/mg15/MG15_poster.pdf
Até o dia 30 de Abril será possível submeter o(s) abstract(s) para as sessões paralelas; aconselhamos submeter o(s) abstract(s) no momento da solicitação de inscrição online.
Para a lista preliminar das sessões paralelas acesse: http://www.icra.it/mg/mg15/parallel_sessions.htm http://www.icra.it/mg/mg15/par_sessions_chairs_details.htm
Todos os inquéritos podem ser ancaminhados a: mg15[AT]icra.it
Clique aqui para visitar o website da conferência: http://www.icra.it/mg/mg15


3º Encontro Zeldovich

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Temos o prazer de anunciar que estão abertas as inscrições online para o Terceiro Encontro Zeldovich, que será realizado na Academia Nacional de Ciências da Bielorrússia, na cidade de Minsk na Bielorrússia, de 23 a 27 de Abril.
Na conferência serão abordados os tópicos da atividade de investigação de Ya. B. Zeldovich, da física química, partículas elementares e física nuclear, à astrofísica e cosmologia,incluíndo: cosmologia primordial, estruturas a grandes escalas, radiação cósmica de fundo, estrelas de nêutrons, buracos negros, explosões cósmicas de raios gama, supernovas, hypernovas, partículas de altíssimas energias, ondas gravitacionais.

Lista de palestrantes convidados confirmados:
- Gennady Bisnovatyi-Kogan - Strong shock in a uniformly expanding universe
- Valery Chechetkin - Asymmetric nucleosynthesis
- Artur Chernin - Dark energy in Zeldovich Local Pancake
- Evgeny Derishev - Radiation-mediated shocks
- Andrey Doroshkevich - TBD
- Gyula Fodor - Localized objects formed by self trapped gravitational waves (geons)
- Vladimir Fortov - Warm Dense Matter, Generated by the Intense Shock and Rarefaction Waves
- Sang Pyo Kim - Strong QED phenomena in astrophysics
- Noam Libeskind - TBD
- Vladimir Lipunov - The Discovery of gravitational waves: prediction and observation
- Manuel Malheiro - TBD
- Agnieszka Pollo - How luminous galaxies trace the dark Universe
- Alexei Pozanenko - Observations of GRB 1170817A associated with LIGO/Virgo GW170817 in gamma-rays, optic and radio, and the model of prompt gamma-ray emission
- István Rácz - TBD
- Jorge Rueda - Latest news on the induced gravitational collapse scenario of longgamma-ray bursts
- Remo Ruffini - Gamma-ray Bursts
- Narek Sahakyan - TBD
- Nikolai Shakura - Ya. B. Zeldovich and background of the accretion processes theory in the Universe
- Alexei Starobinsky - TBD
- Lev Titarchuk - Comptonization Problem and Its solution in Application to the Spectra of the Neutron Star and Black Hole Source
- Oleg Zaslavski - Ultra-high energy particle collisions near black holes and singularities and super-Penrose process

Clique aqui para visitar o website da conferência: http://www.icranet.org/zeldovich3




11. Visitas científicas à ICRANet

Visita do Prof. Roy Kerr, 2-11 de janeiro de 2018

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Fig.9. O Prof. Roy Patrick Kerr, o Prof. Remo Ruffini, o Prof. Massimo Della Valle, o Prof. Marco Tavani, o Prof. Carlo Luciano Bianco e alguns estudantes durante o seminário realizado no dia 8 de janeiro de 2018 na Fundação Besso, in Roma.

No período de 2 a 11 de janeiro de 2018, o professor Roy Kerr (Yevgeny Mikhajlovic Lifshitz - ICRANet Chair, 2016 e Prêmio Crafoord em Astronomia) realizou uma visita ao centro do ICRANet em Pescara. Durante a sua permanência na Itália, além de visitar as duas exposições “Einstein, Fermi e Heisenberg e o nascimento da Astrofísica Relativística” e “ICRANet e China” organizadas pela ICRANet, em colaboração com a Fundação Besso, ICRA e ECIPA, nos locais da Fundação Besso em Roma, no período de 12 de dezembro de 2017 a 12 de janeiro de 2018, o prof. Kerr ministrou uma palestra sobre buracos negros em rotação e apresentou as suas especiais felicitações ao professor Ruffini e aos pesquisadores da ICRANet pela publicação do trabalho “Early X-Ray Flares in GRBs” na primeira página da revista “The Astrophysical Journal” (ApJ) no dia 1 de janeiro de 2018.


Visita do Acadêmico Tolegen Kozhamkulov em Roma, 21 - 25 de janeiro de 2018

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Fig. 10: O Acadêmico Tolegen Kozhamkulov em ocasião da sua visita na Universidade “Sapienza” em Roma.
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Fig.11: O Acadêmico Tolegen Kozhamkulov com o grupo de investigação da Universidade “Sapienza”.

No período de 21 a 25 de janeiro de 2018, o presidente da Sociedade Cazaque de Física, Acadêmico Tolegen Abdisagiyevich Kozhamkulov, realizou uma visita aos locais do ICRA na Universidade Sapienza de Roma. Em sua visita o acompanhou o estudante de doutorado IRAP PhD Erasmus Mundus, Yerlan Aimuratov; o Acadêmico Kozhamkulov agradeceu muito por ter realizado intensos e frutuosos debates com o grupo de pesquisadores da Universidade “Sapienza”.


Visita do Professor Clovis Achy Soares Maia da Universidade de Brasília, 7-24 fevereiro 2018

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Fig.12: O professor Clovis Achy Soares Maia, assinando a parede do centro ICRANet em Pescara.

Em ocasião da sua visita de cerca de um mês no período de 7 a 24 de fevereiro de 2018 à ICRANet de Pescara, o professor Clovis Maia, da Universidade de Brasília, realizou uma intensa colaboração científica com os pesquisadores da ICRANet bem como com cientistas de renome internacional. O Prof. Maia deixou uma assinatura na parede do centro ICRANet como marca de presença, assim como foi feito anteriormente pelos cientistas visitantes que têm contuibuído para o desenvolvimento dos tópicos-chave da pesquisa da ICRANet.


Seminário do professor Krzysztof Belczynski em Roma, 22 de fevereiro de 2018
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Fig. 13: o professor Krzysztof Belczynski.

No dia 22 de fevereiro, o professor Krzysztof Belczynski, do Centro Astronômico Nicolaus Copernicus de Varsóvia na Polônia, em ocasião da sua visita a Itália realizada no período de 21 a 23 de fevereiro, e graças à colaboração con o ICRA, ministrou o seminário “Origin of merging Neutron Star - Neutron Star binaries” na Universidade Sapienza de Roma.




12. Visita de S.E. Gerardina Basilicata, Governador civil da cidade de Pescara, à ICRANet, 15 de fevereiro de 2018


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Fig. 14-15: H.E. Gerardina Basilicata, Prefect of Pescara, visiting ICRANet center on 15 February 2018.


No dia 15 de fevereiro, o Governador civil da cidade de Pescara, S.E. Gerardina Basilicata, realizou uma visita oficial à sede da ICRANet de Pescara. O Prof. Ruffini mostrou à Sra. Basilicata todos os locais do centro, revelando todos os grades resultados obtidos pelos pesquisadores da rede ICRANet e ilustrando as atividades em curso. A Sra. Basilicata conheceu também o pessoal administrativo, o pessoal docente e os estudantes de doutorado da ICRANet.
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Fig. 16-17: o Governador civil da cidade de Pescara falando com dois estudantes de Doutorado IRAP PhD.




13. Últimas publicações

L. Becerra, M. M. Guzzo, F. Rossi-Torres, J. A. Rueda, R. Ruffini and J. D. Uribe, "Neutrino Oscillations within the Induced Gravitational Collapse Paradigm of Long Gamma-Ray Bursts", The Astrophysical Journal, published on January 15, 2018.
The induced gravitational collapse paradigm of long gamma-ray bursts associated with supernovae (SNe) predicts a copious neutrino–antineutrino emission owing to the hypercritical accretion process of SN ejecta onto a neutron star (NS) binary companion. The neutrino emission can reach luminosities of up to 1057 MeV s‑1, mean neutrino energies of 20 MeV, and neutrino densities of 1031 cm‑3. Along their path from the vicinity of the NS surface outward, such neutrinos experience flavor transformations dictated by the neutrino-to-electron-density ratio. We determine the neutrino and electron on the accretion zone and use them to compute the neutrino flavor evolution. For normal and inverted neutrino mass hierarchies and within the two-flavor formalism νeνx), we estimate the final electronic and nonelectronic neutrino content after two oscillation processes: (1) neutrino collective effects due to neutrino self-interactions where the neutrino density dominates, and (2) the Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein effect, where the electron density dominates. We find that the final neutrino content is composed by ∼55% (∼62%) of electronic neutrinos, for the normal (inverted) neutrino mass hierarchy. The results of this work are the first step toward the characterization of a novel source of astrophysical MeV neutrinos in addition to core-collapse SNe and, as such, deserve further attention.
Reference: The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 2, article id. 120, 19 pp. (2018)
Link: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaa296/meta

R. Ruffini, Y. Wang, , Aimuratov, Y., Barres de Almeida, U., Becerra, L., Bianco, C. L., Chen, Y. C., Karlica, M., Kovacevic, M., Li, L., Melon Fuksman, J. D., Moradi, R., Muccino, M., Penacchioni, A. V., Pisani, G. B., Primorac, D., Rueda, J. A., Shakeri, S., Vereshchagin, G. V., Xue, S.-S., “Early X-Ray Flares in GRBs”, The Astrophysical Journal, published on January 2018.
We analyze the early X-ray flares in the GRB "flare–plateau–afterglow" (FPA) phase observed by Swift-XRT. The FPA occurs only in one of the seven GRB subclasses: the binary-driven hypernovae (BdHNe). This subclass consists of long GRBs with a carbon–oxygen core and a neutron star (NS) binary companion as progenitors. The hypercritical accretion of the supernova (SN) ejecta onto the NS can lead to the gravitational collapse of the NS into a black hole. Consequently, one can observe a GRB emission with isotropic energy Eiso≳1052 erg, as well as the associated GeV emission and the FPA phase. Previous work had shown that gamma-ray spikes in the prompt emission occur at ∼ 1015--1017 cm with Lorentz Gamma factors Γ∼102-103. Using a novel data analysis, we show that the time of occurrence, duration, luminosity, and total energy of the X-ray flares correlate with Eiso. A crucial feature is the observation of thermal emission in the X-ray flares that we show occurs at radii ∼1012 cm with Γ ≲ 4. These model-independent observations cannot be explained by the "fireball" model, which postulates synchrotron and inverse-Compton radiation from a single ultrarelativistic jetted emission extending from the prompt to the late afterglow and GeV emission phases. We show that in BdHNe a collision between the GRB and the SN ejecta occurs at ≃1010 cm, reaching transparency at ∼1012 cm with Γ ≲ 4. The agreement between the thermal emission observations and these theoretically derived values validates our model and opens the possibility of testing each BdHN episode with the corresponding Lorentz Gamma factor.
Reference: The Astrophysical Journal, Volume 852, Issue 1, article id. 53 (2018).
Link: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018ApJ...852...53R

Ehsan Bavarsad, Sang Pyo Kim, Clément Stahl, She-Sheng Xue, "Effect of a magnetic field on Schwinger mechanism in de Sitter spacetime", Physical Review, published on 25 January 2018.
We investigate the effect of a uniform magnetic field background on scalar QED pair production in a four-dimensional de Sitter spacetime (dS4). We obtain a pair production rate which agrees with the known Schwinger result in the limit of Minkowski spacetime and with Hawking radiation in dS spacetime in the zero electric field limit. Our results describe how the cosmic magnetic field affects the pair production rate in cosmological setups. In addition, using the zeta function regularization scheme we calculate the induced current and examine the effect of a magnetic field on the vacuum expectation value of the current operator. We find that, in the case of a strong electromagnetic background the current responds as E · B, while in the infrared regime, it responds as B/E, which leads to a phenomenon of infrared hyper conductivity. These results for the induced current have important applications for the cosmic magnetic field evolution.
Reference: Physical Review D 97, 025017 (2018)
Link: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.025017

G. V. Vereshchagin, "Cosmic horizon for GeV sources and photon-photon scattering", Astrophysics and Space Science, published on 11 January 2018.
Photon-photon scattering of gamma-rays on the cosmic microwave background has been studied using the low energy approximation of the total cross section by Zdziarski and Svensson (Astrophys. J. 344:551, 1989), Svensson and Zdziarski (Astrophys. J. 349:415, 1990). Here, the cosmic horizon due to photon-photon scattering is accurately determined using the exact cross section and we find that photon-photon scattering dominates over the pair production at energies smaller than 1.68 GeV and at redshifts larger than 180.
Reference: Vereshchagin, G.V. Astrophys Space Sci. (2018) 363: 29.
Link: https://doi.org/10.1007/s10509-018-3247-8

J. F. Rodriguez, J. A. Rueda, R. Ruffini, "Comparison and contrast of test-particle and numerical-relativity waveform templates", published on 16 February 2018.
We compare and contrast the emission of gravitational waves and waveforms for the recently established "helicoidal-drifting-sequence" of a test particle around a Kerr black hole with the publicly available waveform templates of numerical-relativity. The merger of two black holes of comparable mass are considered. We outline a final smooth merging of the test particle into the final Kerr black hole. We find a surprising and unexpected agreement between the two treatments if we adopt, for the mass of the particle and the Kerr black hole a Newtonian-center-of-mass description, and for the Kerr black hole spin an effective value whose nature remains to be clarified.
Reference: J. F. Rodriguez, J. A. Rueda, R. Ruffini, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Issue 02, article id. 030 (2018).
Link: https://doi.org/10.1088/1475-7516/2018/02/030

Donato Bini, Carmen Chicone, Bahram Mashhoon, “Twisted Gravitational Waves” accepted for publication in Physical Review D.
In general relativity (GR), linearized gravitational waves propagating in empty Minkowski spacetime along a fixed spatial direction have the property that the wave front is the Euclidean plane. Beyond the linear regime, exact plane waves in GR have been studied theoretically for a long time and many exact vacuum solutions of the gravitational field equations are known that represent plane gravitational waves. These have parallel rays and uniform wave fronts. It turns out, however, that GR also admits exact solutions representing gravitational waves propagating along a fixed direction that are nonplanar. The wave front is then nonuniform and the bundle of rays is twisted. We find a class of solutions representing nonplanar unidirectional gravitational waves and study some of the properties of these twisted waves.
Reference: Donato Bini, Carmen Chicone, Bahram Mashhoon, arXiv:1801.06003.
Link: https://arxiv.org/abs/1801.06003
 
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