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ICRANet Newsletter



ICRANet Newsletter
Novembre-Dicembre 2019 - Gennaio 2020



SOMMARIO
1. Comunicato stampa ICRANet "Un nuovo paradigma nella fisica dei Buchi neri che conduce a nuovi aspetti del quanto nelle leggi di fisica fondamentale"
2. Il centro ICRANet Armenia ottiene uffici ad uso gratuito nella prestigiosa Marshal Baghramyan Avenue, Yerevan
3. Rinnovo dell'accordo di collaborazione ICRANet - CNR, 23 Dicembre 2019
4. Stakeholders' conference on the future of the Marie Sklodowska-Curie Actions, Bruxelles, 3 Dicembre 2019
5. Visita dell'artista Michelangelo Pistoletto, ICRANet Pescara, 14-15 Gennaio 2020
6. "Mercurio in sole visu". Secondo evento del progetto "Alternanza scuola-lavoro" con il Liceo Scientifico G. Galilei di Pescara presso il centro ICRANet, 11 Novembre 2019
7. "Betelgeuse dimming: the state of the star", ICRANet Pescara, 17 Gennaio 2020
8. Intervento del Prof. Ruffini all'evento "Science by Night", Liceo Scientifico G. Galilei di Pescara, 18 Gennaio 2020
9. Visita del Prefetto di Pescara e mostra "Einstein, Fermi, Heisenberg e la nascita dell'Astrofisica Relativistica", ICRANet Pescara,25 Gennaio - 29 Febbraio 2020
10. Visite scientifiche presso il centro ICRANet di Pescara
11. Seminari presso il centro ICRANet di Pescara
12. Il Prof. Ruffini insignito del premio Rosone d'oro 2019, Pianella, Italia, 21 Dicembre 2019
13. Prossimi meetings
14. Pubblicazioni recenti



1. ICRANet Press Release "A New Paradigm of Black Hole Physics Leads to a New Quantum in Fundamental Physical Laws"

Un cambio di paradigma nell'astrofisica dei Buchi neri sta conducendo a nuovi aspetti di fisica del quanto nelle leggi di fisica fondamentale. Questo conferma è stata raggiunta grazie all'identificazione dell'"inner engine" che genera l'emissione GeV del GRB 130427, scoperta dal satellite FERMI e dal satellite SWIFT. Ciò è spiegato nel nuovo articolo [1] pubblicato oggi (22 Novembre 2019) su The Astrophysical Journal, con coautori R. Ruffini, R. Moradi, J. A. Rueda, L. Becerra, C. L. Bianco, C. Cherubini, Y. C. Chen, M. Karlica, N. Sahakyan, Y. Wang, e S. S. Xue.
Remo Ruffini, Direttore ICRANet, ricorda come questo è il passo finale di uno sforzo compiuto in 49 anni di ricerca. Nell'articolo che ho pubblicato nel 1971 con John Archibald Wheeler "Introducing the black hole" [2], in cui il concetto di Buco Nero è stato introdotto, avevamo fatto notare come il concetto di "collasso gravitazionale continuo", concepito da Oppenheimer e Snyder [3] nel caso di una geometria di Schwarzschild, è stato profondamente modificato dall'introduzione della metrica di Kerr, che descrive il campo gravitazionale di una massa rotante [4]. Abbiamo lì introdotto una tecnica di potenziale efficace per descrivere le traiettorie di particelle attorno ad un Buco nero di Kerr (BH), che fu subito immortalata nel secondo volume di [5]. Questo lavoro ha portato: 1) alla determinazione delle ultime orbite stabili intorno ad un Buco nero di Kerr, che è stato ampiamente applicato allo studio della accrezione gravitazionale in un grande numero di processi, dai Nuclei Galattici Attivi (AGNs), ai dischi di accrescimento intorno ad un Buco nero, all'emissione di onde gravitazionali, si veda ch. 33 and 34 in [6]; 2) la formula di massa di Buco nero di Kerr [7], di un Buco nero di Kerr-Newman [8], in seguito confermata anche da [9] (si veda Figura 1), e 3) l'inizio del cambio concettuale dal paradigma di Oppenheimer, basato su una metrica di Schwarzschild di un Buco nero morto "dead", ad un nuovo paradigma basato sulla metrica di Kerr di un Buco nero vivo "alive", indicato come la più grande sorgente di energia nell'Universo [10]. Precisamente questo "inner engine" che estrae l'energia rotazionale di Christodoulou-Hawking-Ruffini di un Buco nero di Kerr, è stato identificato oggi, dopo 49 anni, nel GRB 130427A [1] ed è stato anche esteso ieri con successo al GRB 190114C [11]. Questi risultati sono stati resi possibili grazie ai dati eccezionali registrati dai rilevatori GBM e LAT del satellite Fermi, dai rilevatori BAT e XRT del Neil Gehrels Swift Observatory e dai rilevatori ottici e di altissima energia sulla terra.

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Fig. 1. Il Prof. Remo Ruffini e il Prof. Roy Kerr con sua moglie a casa del Prof. Stephen Hawking a Cambridge per cena il 20 Giugno 2017, mentre celebrano la formula Christodoulou-Hawking-Ruffini dell'energia di massa della metrica di Kerr.

Laura Beccera, che ha collaborato con Los Alamos National Laboratory (LANL) nella simulazione di questi GRBs, sottolinea che questo "inner engine" nasce naturalmente in uno scenario di BdHN (Hypernova generata in un sistema binario) dei GRBs [12-14] (si veda Figura 2). Rahim Moradi richiama come un estremamente efficiente processo elettrodinamico di estrazione di energia rotazionale di un Buco nero, origina in un "inner engine" composto da un Buco nero rotante immerso in un plasma ionizzato a bassissima densità e da un campo magnetico allineato con l'asse di rotazione. Queste caratteristiche sono in contrasto con le assunzioni usuali di un Buco nero nel vuoto che sia in uno spazio asintoticamente piatto (Minkoviskiano) e, cosa più importante, l'"inner engine" non può essere stazionario. Gli elettroni sono accelerati a energie ultra-relativistiche dall'energia estraibile del Buco nero: la massa e lo "spin" del Buco nero decrescono nel tempo, mantenendone costante la massa irriducibile. Jorge Rueda commenta: da un punto di vista quantitativo, abbiamo potuto caratterizzare i tre parametri fondamentali dell' "inner engine", la massa del Buco nero M, lo "spin" α, e il campo magnetico B0, richiedendo al sistema di soddisfare tre condizioni: (1) che l'energetica dell'emissione di fotoni GeV origini nell'energia di rotazione del Buco nero; (2) che l'emissione degli elettroni nel campo magnetico stabilisca il tempo scala della luminosità GeV; (3) che il sistema sia trasparente all'emissione dei fotoni GeV. Quando applichiamo questo modello al GRB 130427A, troviamo [1]: α= 0.5, M = 2.3 masse solari, cioè un valore della massa poco superiore al valore della massa critica di collasso gravitazionale di una stella di neutroni (NS), e B0 = 3x1010 G, sufficiente a spiegare l'emissione GeV mediante radiazione di sincrotrone. I valori corrispondenti per il GRB 190114C [11] sono: α= 0.4, M = 4.4 masse solai, e B0 = 4x1010 G. Quindi, per la prima volta, abbiamo la chiara evidenza che i Buchi neri in BdHNe I si formano con accrezione ipercritica su una stella di neutroni (NS). La Figura 3 dimostra come l'"inner engine" accelera gli elettroni fuori dal Buco nero, emettendo radiazione di sincrotrone in funzione del "pitch angle" (angolo fra il moto degli elettroni e il campo magnetico). Ruffini continua: l'"inner engine" opera in una sequenza discreta di emissioni quantizzate, una autentica enorme scarica elettrica, che emette un quanto buconerale "blackholic quantum" di energia [15]: ε=ħΩeff. Lungo l'asse di rotazione, gli elettroni guadagnano un'energia potenziale totale: ΔΦ=ħωeff. Qui, Ωeff e ωeff sono frequenze efficaci che dipendono solo da delle costanti fondamentali, la massa dell'elettrone, la carica e la costante di Planck; dalla massa di neutrone e dai tre parametri fondamentali dell'"inner engine". Otteniamo per il quanto buconerale "blackholic quantum", ε~1037 erg, un'energia massima degli elettroni di ΔΦ~1018 eV, e un tempo scala di emissione di sincrotrone di, 10-14 s, che conduce ad un luminosità GeV di fotoni di 1051 erg/s. Ogni quanto, riduce di una frazione minima di 10-16 dell'energia rotazionale del Buco nero, che implica che questo processo può continuare per lunghissimo tempo, a condizione che vi sia un plasma ionizzato che nutre il Buco nero. C. L. Bianco e She-Sheng Xue ricordano come tutto quanto detto sopra, implica un cambio radicale nei paradigmi dell'accrezione gravitazionale di materiale molto denso in un Buco nero. Appare essere troppo dispendioso per la natura accelerare del materiale di alta densità contro l'attrazione gravitazionale del Buco nero, per portarlo a distanze di 1016-1017 cm, dove diventa trasparente all'emissione di fotoni ad alta energia. Il nostro "inner engine", invece, usa un metodo molto efficace di accrezione elettrodinamica, che lavora su un plasma ionizzato a bassissima densità di 10-14 g/cm3[16], producendo l'emissione di alta energia osservata vicino all'orizzonte del Buco nero, dove viene estratta l'energia rotazionale de Buco nero di Kerr. Narek Sahakyan, Mile Karlica, Yen Chen Chen, e Yu Wang commentano: desideriamo molto applicare questo modello che è già stato applicato con successo al GRB 130427A [1] e al GRB 190114C [11], per verificare l'energia di estrazione del Buco nero in masse molto più grandi nei Nuclei galatici attivi (AGNs) (ad esempio il Buco nero centrale di M87 di circa 1010 masse solari), per cui il tempo di ripetizione dell'"inner engine" è dell'ordine di ore [15]. Christian Cherubini e Simonetta Filippi commentano: uno degli aspetti più interessanti di questo risultato è che l'emissione del "blackholic quantum" di 1037 erg, con un tempo scala di 10-14 s, avviene nell'intero Universo, dal momento che i GRBs sono cosmologicamente distribuiti in maniera omogenea. È interessante come uno scenario che propone il possibile ruolo del GRB nell'evoluzione della vita nel nostro Universo [16] è stato introdotto in [17] e può essere adesso ulteriormente esteso per stime quantitative nelle osservazioni del GRB 130427A.


Referenze:
[1] R. Ruffini, R. Moradi, J. A. Rueda, L. Becerra, C. L. Bianco, C. Cherubini, S. Filippi, Y. C. Chen, M. Karlica, N. Sahakyan, et al., Astroph. J. 886, 82 (2019), arXiv:1812.00354, URL https://arxiv.org/abs/1812.00354.
[2] R. Ruffini and J. A. Wheeler, Phys. Today 24, 30 (1971), URL https://doi.org/10.1063/1.3022513.
[3] J. R. Oppenheimer and H. Snyder, Phys. Rev. 56, 455 (1939), URL https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.455.
[4] R. P. Kerr, Phys. Rev. Lett. 11, 237 (1963), URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.11.237.
[5] L. Landau and E. Lifshitz, in The Classical Theory of Fields (Fourth Edition) (ELSEVIER, Amsterdam, 1975), vol. 2 of Course of Theoretical Physics, p. xiii, fourth edition ed., ISBN 978-0-08-025072-4, URL https://doi.org/10.1016/B978-0-08-025072-4.50007-1.
[6] C. W. Misner, K. S. Thorne, and J. A. Wheeler, Gravitation (Freeman and Co., San Francisco, 1973).
[7] D. Christodoulou, Phys. Rev. Lett. 25, 1596 (1970), URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.25.1596.
[8] D. Christodoulou and R. Ruffini, Phys. Rev. D 4, 3552 (1971), URL https://doi.org/10.1103/PhysRevD.4.3552.
[9] S. W. Hawking, Physical Review Letters 26, 1344 (1971), URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.26.1344.
[10] D. Christodoulou and R. Ruffini, Essay submitted to the Gravity Research Foundation Third prize (1971), URL https://www.gravityresearchfoundation.org/s/christodoulou_ruffini.pdf.
[11] R. Moradi, J. A. Rueda, R. Ruffini, and Y. Wang, ArXiv e-prints (2019), arXiv:1911.07552, URL https://arxiv.org/ abs/1911.07552.

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Fig. 2. Il processo evolutivo (lato sinistro, dall'alto al basso) che conduce al progenitore di una BDHN I, consistono in una stella di carbonio-ossigeno (CO core )-NS binary [18,19]. La BdHN I comincia quando una seconda supernova (SN) esplode ("SN-rise"), creando una nuova stella di neutroni (νNS) e producendo un processo di accrezione ipercritica nella companion stella di neutroni [13]. Quando la stella di neutroni raggiunge la massa critica, si forma un Buco nero [14,20], e si forma una cavità intorno ad esso [16]. Il Buco nero appena nato è immerso in un campo magnetico originato dalla stella di neutroni collassata, e in un plasma ionizzato a bassa densità. L' "inner engine" del GRB esprime l'emissione GeV ad alta densità attraverso la radiazione di sincrotroni.

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Fig. 3. Figura presa da [11] con la cortese autorizzazione degli autori. I contorni del "pitch angle" (le curve colorate dal viola al rosa) di elettroni che si muovono nel campo magnetic uniforme intorno ad un Buco nero rotante (dischi riempiti in nero). Le curve tratteggiate in nero rappresentano i contorni delle densità di energia elettrica costante, mentre lo sfondo colorato mostra come essa diminuisca con la distanza. Vengono paragonate e messe in contrasto queste aspettative teoriche con i recenti dati osservativi di M87 (si veda Figura 4 in [21]), che ospita un Buco nero "supermassive" di circa 10 10 masse solari.

[12] J. A. Rueda and R. Ruffini, Astroph. J. 758, L7 (2012), arXiv:1206.1684, URL https://doi.org/10.1088/2041-8205/758/1/L7.
[13] C. L. Fryer, J. A. Rueda, and R. Ruffini, Astroph. J. 793, L36 (2014), arXiv:1409.1473, URL https://doi.org/10.1088/2041-8205/793/2/L36.
[14] L. Becerra, C. L. Bianco, C. L. Fryer, J. A. Rueda, and R. Ruffini, Astroph. J. 833, 107 (2016), arXiv:1606.02523, URL https://doi.org/10.3847/1538-4357/833/1/107.
[15] J. A. Rueda and R. Ruffini, arXiv e-prints (2019), arXiv:1907.08066, URL https://arxiv.org/abs/1907.08066.
[16] R. Ruffini, J. D. Melon Fuksman, and G. V. Vereshchagin, Astroph. J. 883, 191 (2019), arXiv:1904.03163, URL https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3c51.
[17] P. Chen and R. Ruffini, Astronomy Reports 59, 469 (2015), arXiv:1403.7303, URL https://doi.org/10.1134/S1063772915060098.
[18] C. L. Fryer, F. G. Oliveira, J. A. Rueda, and R. Ruffini, Physical Review Letters 115, 231102 (2015), arXiv:1505.02809, URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.231102.
[19] L. Becerra, F. Cipolletta, C. L. Fryer, J. A. Rueda, and R. Ruffini, Astroph. J. 812, 100 (2015), arXiv:1505.07580, URL https://doi.org/10.1088/0004-637X/812/2/100.
[20] L. Becerra, C. L. Ellinger, C. L. Fryer, J. A. Rueda, and R. Ruffini, Astroph. J. 871, 14 (2019), arXiv:1803.04356, URL https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaf6b3.
[21] J. Y. Kim, T. P. Krichbaum, R. S. Lu, E. Ros, U. Bach, M. Bremer, P. de Vicente, M. Lindqvist, and J. A. Zensus, Astron. Astroph. 616, A188 (2018), arXiv:1805.02478, URL https://doi.org/10.1051/0004-6361/201832921.



2. Il centro ICRANet Armenia ottiene uffici ad uso gratuito nella prestigiosa Marshal Baghramyan Avenue, Yerevan

Il centro ICRANet Armenia center è stato istituito a seguito dell'approvazione dell'accordo di sede da parte del governo della Repubblica di Armenia. L'accordo di sede è stato firmato a Roma il 14 Febbraio 2015 dal Prof. Remo Ruffini, Direttore ICRANet e dall'Ambasciatore dell'Armenia in Italia, Sargis Ghazaryan, ed è stato successivamente approvato all'unanimità dal Parlamento della Repubblica di Armenia. Il 3 Ottobre 2019, il Governo della Repubblica di Armenia ha emanate una legge (N 1343-A), firmata dal primo Ministro N. Pashinyan, che fornisce a ICRANet Armenia un'area di 270 m2 all'interno del palazzo dell'Istituto di scienze geologiche (indirizzo: 24 Marshal Baghramyan Avenue, Yerevan 0019, Kentron district), ad uso gratuito e per un periodo di tempo indeterminato. Questa area ha un ingresso separato, conformemente a quanto riportato nell'accordo di sede, al fine di garantirne l'extraterritorialità (immunità diplomatica) ed è composta da 6 stanze e una grande sala conferenze (con una capacità massima di 70 persone). La sede si trova sulla prestigiosa Marshal Baghramyan Avenue, accanto agli edifici del Parlamento della Repubblica di Armenia e al palazzo del presidente. Questo importante traguardo apre nuove prospettive per le attività ICRANet in Armenia e permette così al centro di poter ospitare scienziati da altre istituzioni membre dell'ICRANet e di organizzare conferenze e workshops internazionali.
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Fig. 4: Il Presidente della Repubblica di Armenia, S.E. Armen Sarkissian nella sua residenza a Yerevan, mentre riceve il Prof. Narek Sahakyan durante la visita della delegazione ICRANet guidata dal Prof. Remo Ruffini, in occasione della giornata della scienza italo-armena, Yerevan, 15 Aprile 2019.



3. Rinnovo dell'accordo di collaborazione ICRANet - CNR, 23 Dicembre 2019

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Il 23 Dicembre 2019, è stato rinnovato l'accordo di collaborazione tra l'ICRANet e il CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche - Italia). Il rinnovo è stato firmato dal Prof. Massimo Inguscio (Presidente del CNR) e dal Prof. Remo Ruffini (Direttore ICRANet).
Questo accordo sarà valido per 3 anni e le principali attività congiunte che saranno portate avanti nel quadro del progetto comprendono: la promozione di attività teoriche e pratiche nel campo dell'Astrofisica Relativistica; la collaborazione tra membri della Faculty, ricercatori, Dottorandi e studenti; l'organizzazione di corsi di insegnamento e ricerca, di seminari, conferenze, workshops, e il lavoro congiunto per le pubblicazioni scientifiche.
Per il testo dell'accordo:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=892.



4. Stakeholders' conference on the future of the Marie Sklodowska-Curie Actions, Bruxelles, 3 Dicembre 2019

Il 3 Dicembre 2019, il Professor Ruffini ha partecipato alla Stakeholders' Conference on the Future of the Marie Skłodowska-Curie Actions MSCA under Horizon Europe, svoltasi a Bruxelles. Questa è stata per un'opportunità per presentare e condividere con gli altri partecipanti le idee sulla Marie Sklodowska-Curie Actions (MSCA) nel quadro del programma Horizon Europe (2021- 2027).
Per maggiori informazioni sul MSCA Advisory Group, di cui il Prof. Ruffini è membro: http://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/.

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Fig. 5: Il Prof. Ruffini durante il suo discorso alla Stakeholders' conference on the future of the Marie Sklodowska-Curie Actions, Bruxelles, 3 Dicembre 2019.



5. Visita dell'artista Michelangelo Pistoletto, ICRANet Pescara, 14-15 Gennaio 2020


Il 14 e il 15 Gennaio 2020 il famoso artista italiano Michelangelo Pistoletto ha visitato il centro ICRANet di Pescara. Pistoletto è un artista, pittore e scultore italiano, animatore e protagonista della corrente dell'arte povera, ed è considerato come uno dei maggiori esponenti italiani dell'arte povera. I suoi lavori sono esposti nei principali musei italiani (Museo Nazionale di Capodimonte - Napoli, Galleria Nazionale d'Arte Moderna - Roma, Galleria degli Uffizi - Firenze, MAXXI - Roma, ...) e nel mondo (Musée du Louvre e Centre Georges Pompidou - Parigi, Metropolitan Museum of Art, MoMA e Solomon R. Guggenheim Museum - New York, ....).
Il Prof. Ruffini ha accompagnato Pistoletto nella sua visita al centro ICRANet, mostrandogli tutti i documenti e le foto storiche conservate nello stabile. Lo ha anche accompagnato a visitare la mostra "Einstein, Fermi, Heisenberg e la nascita dell'Astrofisica Relativistica", organizzata presso la biblioteca del centro ICRANet. Alla fine della visita, Michelangelo Pistoletto ha lasciato la sua firma datata sulle mura dello stabile, accanto alle firme di eminenti personalità che hanno visitato il centro (scienziati, politici, artisti, ...). Pistoletto ha avuto un importante dialogo con il Prof. Ruffini sul rapporto fondamentale e la stretta correlazione tra "arte e scienza", e il Prof. Ruffini gli ha illustrato i più recenti sviluppi scientifici sui quali stanno lavorando gli scienziati dell'ICRANet.

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Fig. 6: Michelangelo Pistoletto e il Prof. Ruffini durante il loro dialogo oggi sulla stretta correlazione tra "arte e scienza".
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Fig. 7: La firma datata di Michelangelo Pistoletto, sulle mura del centro ICRANet di Pescara.
 
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Fig. 8: Il Prof. Ruffini mostra a Michelangelo Pistoletto e a sua moglie, le preziose fotografie esposte nel suo ufficio.
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Fig. 9: Michelangelo Pistoletto e sua moglie incontrano i Professori della Faculty ICRANet e i giovani ricercatori.

La mattina di mercoledì 15 Gennaio, Pistoletto e il Prof. Ruffini hanno incontrato il Sindaco di Pescara, Dr Carlo Masci, presso la sede del Comune di Pescara. Durante questo incontro, Pistoletto ha ricordato la sua lunga relazione che lo lega alla città di Pescara, che ha frequentato spesso negli anni ‘70, quando la città era al centro dell'attenzione dell'unione europea e di numerosi artisti da ogni parte del mondo. Il Sindaco Masci ha sottolineato l'importanza di questo incontro, che può aprire la strada a collaborazioni future, specialmente per ciò che riguarda la riqualificazione di alcuni spazi urbani. Alla fine di questo incontro, il Sindaco ha donato a Pistoletto un prezioso volume contenente le riproduzioni delle cartoline incise e litografate da Basilio Cascella.
Press releases su questo incontro:
• Rete 8: http://www.rete8.it/cronaca/123pescara-masci-riceve-la-visita-del-maestro-pistoletto/
• Abruzzo news: https://www.abruzzonews.eu/michelangelo-pistoletto-e-remo-ruffini-ricevuti-da-sindaco-masci-foto-582313.html

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Fig. 10 e 11: L'artista italiano Michelangelo Pistoletto insieme al Prof. Remo Ruffini, durante il loro incontro con il Sindaco di Pescara, Dr Carlo Masci, presso la sede del Comune di Pescara, il 15 Gennaio 2020.



6. "Mercurio in sole visu". Second event of the project "Alternanza scuola-lavoro" with High School G. Galilei of Pescara at ICRANet center, November 11, 2019


L'11 Novembre 2019, il centro ICRANet di Pescara ha ospitato il secondo evento del progetto "Alternanza scuola-lavoro", alla presenza degli studenti delle classi 4°B, 4°D e 4°F del Liceo Scientifico Galileo Galilei di Pescara, sotto la supervisione del loro tutor, la Prof.ssa Tiziana Pompa.
Presieduta dal Prof. Costantino Sigismondi, collaboratore ICRANet, la sessione mattutina dell'evento si è aperta alle h 11 con i saluti di benvenuto del Prof. Vladimir Belinski, Professore della Faculty ICRANet, per poi passare alle presentazioni plenarie, in videoconferenza, del Prof. Jay M. Pasachoff del the Williams College ("Projects for the Mercury transit of 2019"), del Prof. Sigismondi ("SAROS, Transiti Eclissi e Occultazioni tra Collegio Romano e Minerva"), della Prof. Terry Mahoney dello IAU ("Kepler and Gassendi: the first observed transit") e del Prof. Lorenzo Ricciardi dell'Università degli studi Roma Tre ("La tecnologia e la società nel 2032").

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Fig. 12: Il Prof. Costantino Sigismondi, che ha presieduto l'evento, mentre presenta il Prof. Vladimir Belinski (ICRANet Faculty Professor).
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Fig. 13: Partecipanti al secondo evento del progetto "Alternanza scuola-lavoro".

Dalle 13 alle 15, gli studenti, assistiti dal Prof. Sigismondi e dai loro tutor, hanno osservato il transito di Mercurio sul sole attraverso un telescopio ottico situato nel giardino dell'ICRANet. La sessione pomeridiana è ripresa con le presentazioni plenarie in videoconferenza del Prof. Wolfgang Beisker dallo IOTA/ES ("The transit of Mercury and the asteroidal occultations"), del Prof. Bjӧrn Kattendit dallo IOTA/ES ("Observations of the transit f Mercury with a 28cm SC Telescope in 2016"), del Prof. Hamed Altafi, Osservatorio di Teheran ("Il transito di Mercurio del 2016 e del 2019") e del Prof. Marcelo Emilio, Universidade de Ponta Grossa ("Diametro solare con SOHO e SDO"). Sono stati presentati anche altri contributi in videoconferenza dal Prof. Michele Bianda, dal Prof. Axel Wittmann, dalla Prof. Marta Grabowska, dalla Prof. Irene Sigismondi, dal Prof. Paolo Ochner, dal Prof. Francesco Berrilli, dal Prof. Lukasz Wieteska, dal Prof. Luigi M. Bordoni, dal Prof. Francesco Giannini, dal Prof. Rodolfo Calanca, dal Prof. Francesco Berrilli e dal Prof. Cesare Barbieri. L'evento si è concluso con i saluti del Prof. Ruffini.

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Fig. 14: I Professori e gli studenti preparano il telescopio ottico per le osservazioni nel giardino dell'ICRANet.
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Fig. 15: Osservazione del transito di Mercurio sul sole attraverso il telescopio ottico.

Per maggiori informazioni sull'evento: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1264#2
Per i video dell'evento:
- https://www.youtube.com/watch?v=kmKJ-Ppsftg&list=PLr5RLbSWSonviNqCXECM-5ahTACPb_JdY&index=4
- https://www.youtube.com/watch?v=SUHVWsvE7G0&list=PLr5RLbSWSonviNqCXECM-5ahTACPb_JdY&index=5



7. "Betelgeuse dimming: the state of the star", workshop ICRANet Pescara, 17 Gennaio 2020


Il 17 Gennaio 2020, il centro ICRANet di Pescara ha ospitato un workshop internazionale dal titolo "Betelgeuse dimming: the state of the star", in occasione di un evento epocale, con alcuni dei maggiori esponenti scientifici del settore. Betelgeuse, l'alpha di Orione, è stata classificata come la stella più luminosa della costellazione di Tolomeo (circa 150 AD). E' una variabile semi-regolare che nelle fasi di luminosità massima può essere considerata la stella più luminosa dell'emisfero settentrionale, con magnitudine negativa. Da Ottobre 2019, la sua luminosità si sta oscurando e ha perso una magnitudine intera, raggiungendo la magnitude visuale di 1.4, al livello di Regulus, l'alpha di Leo. Cosa succederà adesso? Questo interrogative è stato il tema principale discusso nel corso di questo evento.

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Fig. 16: Come appariva Betelgeuse nel 1702, Clementine Gnomon - Roma.

Il workshop, presieduto dal Prof. Costantino Sigismondi, collaboratore ICRANet, è stato aperto da 2 Lectio magistralis: una del Prof. Ruffini, Direttore ICRANet ("Supernovae and Gamma-Ray bursts") e una del Prof. Sigismondi ("The case of eta Carinae in 1843"). Si è poi passati alle presentazioni plenarie in videoconferenza del Prof. Cersare Barbieri, Università di Padova ("Astronomy and media"), della Prof. Margarita Karovska, Harvard CfA ("Multiperiodicity in the Light Curve of Alpha Orionis"), del Prof. Paolo Ochner, Osservatorio astrofisico di Asiago ("Galactic SN classification"), della Prof. Stella Kafka, Direttrice AAVSO ("AAVSO Mission and Database") e del Prof. Massimo Turatto, Osservatorio INAF/Padova ("Supernova and variability from spectra and light curves").

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Fig. 17: Il Prof. Ruffini e il Prof. Sigismondi durante la loro presentazione al workshop.
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Fig. 18: Il Prof. Vereshchagin e il Prof. Sigismondi durante la loro presentazione al workshop.

Per maggiori informazioni sull'evento: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1281



8. Intervento del Prof. Ruffini all'evento "Science by Night", Liceo Scientifico G. Galilei di Pescara, 18 Gennaio 2020

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Fig. 19: Il Prof. Ruffini presenta il suo talk "Observing a newly-born Black Hole", in occasione dell'evento Science by Night press oil Liceo scientifico G. Galilei di Pescara, 18 Gennaio 2020.

Il 18 Gennaio 2020, il Liceo Scientifico Galileo Galilei di Pescara ha organizzato l'importante evento "Science by Night". Questo evento è stata un'interessante occasione di discussione tra gli studenti, i cittadini e i ricercatori ed ha attirato molte persone, offrendo ai partecipanti un'opportunità unica per prendere parte alle attività scientifiche volte a mettere in mostra sia il fascino della ricerca come carriera sia il suo significativo impatto sociale.
In questa occasione, sono stati invitati a partecipare il Prof. Remo Ruffini, Direttore ICRANet, e il Prof. Costantino Sigismondi, collaboratore ICRANet. Il Prof. Ruffini ha presentato un talk dal titolo "Observing a newly-born Black Hole".
Per maggiori informazioni sull'evento e per il programma: http://galileipescara.it/blog/science-by-night-v-ed/



9. Visita del Prefetto di Pescara e mostra "Einstein, Fermi, Heisenberg and the birth of Relativistic Astrophysics", ICRANet Pescara, 25 Gennaio-29 Febbraio 2020

L'ICRANet ha il piacere di annunciare la mostra "Einstein, Fermi, Heisenberg e la nascita dell'Astrofisica Relativistica" presso il centro ICRANet di Pescara, che resterà aperta dal 25 Gennaio al 29 Febbraio 2020 (dal lunedì al venerdì, dalle h 9:00 alle h 18:00). La mostra è stata allestita in occasione del conferimento della cittadinanza onoraria di Pescara a Liliana Segre, Senatrice a vita della Repubblica italiana, all'Unione Comunità Ebraiche Italiane, alla Brigata Ebraica e a tutte le vittime della Shoa, da parte del Sindaco della città Carlo Masci. Numerose autorità istituzionali, militari e religiose locali sono state invitate a visitare la mostra.
Lunedì 27 Gennaio, il Prefetto di Pescara, S.E. Gerardina Basilicata, ha visitato la mostra. Il Prof. Ruffini l'ha accompagnata durante la sua visita, illustrandole la nascita dell'Astrofisica Relativistica grazie al ruolo cruciale di figure eminenti quali Albert Einstein, Enrico Fermi, Robert Oppenheimer, John Von Neumann e Werner Heisenberg.

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Fig. 20 e 21: Il Prefetto di Pescara, S.E. Gerardina Basilicata, durante la sua visita alla mostra "Einstein, Fermi, Heisenberg e la nascita dell'Astrofisica Relativistica" presso il centro ICRANet di Pescara.



10. Visite scientifiche presso il centro ICRANet

Dr Seddigheh Tizchang (Institute for Research in Fundamental Sciences IPM - Iran), 6 - 19 Novembre 2019. La Dr Tizchang ha visitato il centro ICRANet di Pescara e ha avuto la possibilità di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet. Durante la sua visita, ha anche dato un seminario dal titolo "Probing the effect of background fields on the polarization of photons from CMB to lasers".
Dr Orchidea Maria Lecian (Università di Roma "La Sapienza" - Italia), 7-8 Novembre 2019. Durante la sua visita, la Dr Lecian ha avuto la possibilità di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet, e ha tenuto un seminario dal titolo "Quantum-systems investigations vs optical-systems ones".
Prof. Mathews Grant (Center for Astrophysics at Notre Dame University - USA), 19-20 Novembre 2019. Il Prof. Grant ha visitato il centro ICRANet di Pescara e ha così avuto la possibilità di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet da ogni parte del mondo.
Academician Sergei Kilin (Accademia Nazionale delle Scienze di Bielorussia), 15-17 Dicembre 2019. L'Accademico Kilin ha partecipato al 21° ICRANet Steering Committee meeting, che si è tenuto il 16 Dicembre. Ha avuto, in questa occasione, la possibilità di visitare il centro ICRANet di Pescara e di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet.
Prof. Johann Rafelski (Università dell'Arizona - USA), 14-17 Dicembre 2019. Il Prof. Rafelski ha partecipato al 21° ICRANet Steering Committee meeting, che si è tenuto il 16 Dicembre, in rappresentanza dell'Università dell'Arizona. Ha avuto, in questa occasione, la possibilità di visitare il centro ICRANet di Pescara e di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet.
Dr Yunlong Zheng (University of Science and Technology of China), 12-26 Dicembre 2019. Il Dr Zheng ha visitato il centro ICRANet di Pescara e ha avuto la possibilità di incontrare e discutere questioni scientifiche con i ricercatori dell'ICRANet. Accompagnato dal Prof. Ruffini, il Dr Zheng ha visitato anche l'Università Campus Bio-medico di Roma.

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La Dr.ssa Seddigheh Tizchang
La Dr.ssa Orchidea Maria Lecian
Il Prof. Mathews Grant
L'Accademico Sergei Kilin
Il Prof. Johann Rafelski
Il Dr Yunlong Zheng



11. Seminari presso il centro ICRANet di Pescara

Seminario della Dr.ssa Orchidea Maria Lecian
Giovedì 7 Novembre 2019, la Dr.ssa Orchidea Maria Lecian (Università di Roma "La Sapienza" - Italia), ha tenuto un seminario dal titolo "Quantum-systems investigations vs optical-systems ones". Di seguito l'abstract:
The features of quantum systems, quantum-optical-systems and optical systems can be outlined according to the possibility for the study of the properties of matter fields and of the gravitational field. Quantum properties of particles and of the background gravitational field at quantum scales, at the semi-classical regime and at the classical level are analyzed by quantum systems and optical-systems devices, for which the experimental features of the research are compared. Investigation in cosmology and in early cosmology can be envisaged. The features of quantum operators to be evaluated by these techniques are pointed out. The properties of relativistic objects are this way examined. The features of the Einstein field equations and of their initial conditions are defined. The degrees of freedom available for the Einstein field equations and their initial conditions are characterized.
L'annuncio del seminario è stato pubblicato anche sul sito web dell'ICRANet: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=89&Itemid=781

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Fig. 22 e 23: La Dr.ssa Orchidea Maria Lecian durante il suo seminario, tenutosi il 7 Novembre 2019 presso il centro ICRANet di Pescara.


Seminario della Dr.ssa Seddigheh Tizchang
Venerdì 15 Novembre 2019, la Dr.ssa Seddigheh Tizchang (Institute for Research in Fundamental Sciences IPM - Iran), ha tenuto un seminario dal titolo "Probing the effect of background fields on the polarization of photons from CMB to lasers". Di seguito l'abstract:
It is known that the polarization of photons can partly rotate and/or convert to circular polarization via forward Compton scattering in the presence of a background field. Based on this fact, we show that Compton scattering in presence of non-trivial background and scalar perturbation of metric, in addition to generate circularly polarized microwaves, can lead to a B-mode polarization for the CMB. Besides, we proposed an earth-based experiment in which the polarization of the laser photon convert to circular one via forward scattering by high energy charged lepton beam in presence of non-trivial background fields such as Non-commutative space-time and Lorentz violation.
L'annuncio del seminario è stato pubblicato anche sul sito web dell'ICRANet: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=89&Itemid=781

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Fig. 24 e 25: La Dr.ssa Seddigheh Tizchang durante il suo seminario, tenutosi il 15 Novembre 2019 presso il centro ICRANet di Pescara.



12. Il Prof. Ruffini insignito del premio Rosone d'oro 2019, Pianella, Italia, 21 Dicembre 2019

Il 21 Dicembre 2019, il Prof. Ruffini, Direttore ICRANet, ha ricevuto il premio Rosone d'oro 2019 dal Comune di Pianella. Questo premio è stato assegnato al Prof. Ruffini per la sezione "Scienza" del Premio di Lettere, Arte e Scienze "Città di Pianella", in riconoscenza della sua eminente personalità e dei suoi risultati scientifici ottenuti sia a livello nazionale che internazionale.
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Fig. 26: Il Prof. Ruffini mentre riceve il premio.
Fig. 27: Il Prof. Ruffini durante la cerimonia ufficiale di premiazione, insieme agli altri premiati.
Fig. 28: Il Prof. Ruffini insieme ad alcuni degli organizzatori della cerimonia ufficiale di premiazione.



13. Prossimi meetings

L'ICRANet, insieme all'Accademia delle Scienze di Bielorussia, sta organizzando un importante conferenza che si terrà a Minsk dal 20 al 24 Aprile 2020: il 4° Zeldovich meeting. E' attesa la partecipazione dei paesi vicini come Estonia, Lettonia, Lituania, Polonia, Russia, Ucraina, dei paesi balcanici, dell'Europa orientale ed occidentale così come dalle Americhe. Gli interessi di ricerca eccezionalmente ampi di Ya. B. Zeldovich, che vanno dalla chemical physics, elementary particle and nuclear physics to astrophysics and cosmology, rappresentano i temi che saranno affrontati durante la conferenza.
Le registrazioni al meeting sono aperte fino al 5 Marzo 2020, al seguente link: http://dbserver.icra.it:8080/meetings/registration_zeld4.htm

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Dal 30 ottobre fino al 1 Aprile 2020, è possibile sottomettere un abstract attraverso il seguente link: https://uploader.icranet.org/zeld4/.

La lista preliminare degli invited speakers comprende:
• Abhay Ashtekar, Institute for Gravitation & the Cosmos, Penn State University, USA
• Rong-Gen Cai, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences, China
• Jens Chluba, Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester, UK
• Alexander Dolgov, Novosibirsk State University and ITEP, Russia
• Jaan Einasto, Tartu Observatory, Estonia
• Stefan Gillessen, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Germany
• Claus Lämmerzahl, ZARM, Germany
• Vladimir Lipunov, Moscow State University, Russia
• Felix Mirabel, CEA Saclay, France
• Slava Mukhanov, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germany
• Konstantin Postnov, Sternberg Astronomical Institute of the Moscow State University, Russia
• Piero Rosati, University of Ferrara, Italy
• Jorge Rueda, ICRANet, Italy
• Remo Ruffini, ICRANet, Italy
• Nikolay Shakura, Sternberg Astronomical Institute of the Moscow State University, Russia
• Dmitry Sokoloff, Moscow State University, Russia;
• Alexey Starobinsky, Landau institute for theoretical physics, RAS, Russia

Per maggiori informazioni sul meeting, si prega di consultare il sito ufficiale: http://www.icranet.org/zeldovich4



14. Pubblicazioni recenti

Sahakyan, N., Investigation of the Gamma-ray Spectrum of CTA 102 During the Exceptional Flaring State in 2016-2017, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics, November 2019.
The flat spectrum radio quasar CTA 102 entered an extended period of activity from 2016 to 2017 during which several strong γγ-ray flares were observed. Using Fermi large area telescope data a detailed investigation of \gray spectra of CTA 102 during the flaring period is performed. In several periods the \gray spectrum is not consistent with a simple power-law, having a hard photon index with an index of ∼(1.8−2.0)∼(1.8−2.0) that shows a spectral cutoff around an observed photon energy of ∼(9−16)∼(9−16) GeV. The internal γγ-ray absorption via photon-photon pair production on the broad line-region-reflected photons cannot account for the observed cut-off/break even if the emitting region is very close to the central source. This cut-off/break is likely due to a similar intrinsic break in the energy distribution of emitting particles. The origin of the spectral break is investigated through the multiwavelength modeling of the spectral energy distribution, considering a different location for the emitting region. The observed X-ray and γγ-ray data is modeled as inverse Compton scattering of synchrotron and/or external photons on the electron population that produce the radio-to-optical emission which allowed to constrain the power-law index and cut-off energy in the electron energy distribution. The obtained results are discussed in the context of a diffusive acceleration of electrons in the CTA 102 jet.
Link: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019arXiv191112087S/abstract


Acciari, V. A., et al. Monitoring of the radio galaxy M 87 during a low emission state from 2012 to 2015 with MAGIC, published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, January 2020.
M 87 is one of the closest (z=0.00436) extragalactic sources emitting at very-high-energies (VHE, E > 100 GeV). The aim of this work is to locate the region of the VHE gamma-ray emission and to describe the observed broadband spectral energy distribution (SED) during the low VHE gamma-ray state. The data from M 87 collected between 2012 and 2015 as part of a MAGIC monitoring programme are analysed and combined with multi-wavelength data from Fermi-LAT, Chandra, HST, EVN, VLBA and the Liverpool Telescope. The averaged VHE gamma-ray spectrum can be fitted from 100 GeV to 10 TeV with a simple power law with a photon index of (-2.41 ± 0.07), while the integral flux above 300 GeV is (1.44 ± 0.13) × 10-12 cm-2 s-1. During the campaign between 2012 and 2015, M 87 is generally found in a low emission state at all observed wavelengths. The VHE gamma-ray flux from the present 2012-2015 M 87 campaign is consistent with a constant flux with some hint of variability (3 σ) on a daily timescale in 2013. The low-state gamma-ray emission likely originates from the same region as the flare-state emission. Given the broadband SED, both a leptonic synchrotron self Compton and a hybrid photo-hadronic model reproduce the available data well, even if the latter is preferred. We note, however, that the energy stored in the magnetic field in the leptonic scenario is very low suggesting a matter dominated emission region.
Link: https://doi.org/10.1093/mnras/staa014


MAGIC Collaboration; Acciari, V. A. et al., Testing emission models on the extreme blazar 2WHSP J073326.7+515354 detected at very high energies with the MAGIC telescopes, published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 490, Issue 2, p.2284-2299.
Extreme high-energy-peaked BL Lac objects (EHBLs) are an emerging class of blazars. Their typical two-hump-structured spectral energy distribution (SED) peaks at higher energies with respect to conventional blazars. Multiwavelength (MWL) observations constrain their synchrotron peak in the medium to hard X-ray band. Their gamma-ray SED peaks above the GeV band, and in some objects it extends up to several TeV. Up to now, only a few EHBLs have been detected in the TeV gamma-ray range. In this paper, we report the detection of the EHBL 2WHSP J073326.7+515354, observed and detected during 2018 in TeV gamma rays with the MAGIC telescopes. The broad-band SED is studied within an MWL context, including an analysis of the Fermi-LAT data over 10 yr of observation and with simultaneous Swift-XRT, Swift-UVOT, and KVA data. Our analysis results in a set of spectral parameters that confirms the classification of the source as an EHBL. In order to investigate the physical nature of this extreme emission, different theoretical frameworks were tested to model the broad-band SED. The hard TeV spectrum of 2WHSP J073326.7+515354 sets the SED far from the energy equipartition regime in the standard one-zone leptonic scenario of blazar emission. Conversely, more complex models of the jet, represented by either a two-zone spine-layer model or a hadronic emission model, better represent the broad-band SED.
Link: https://doi.org/10.1093/mnras/stz2725


MAGIC Collaboration; Acciari, V. A., et al., Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst, published in Nature, Volume 575, Issue 7783, p.459-463.
Long-duration γ-ray bursts (GRBs) originate from ultra-relativistic jets launched from the collapsing cores of dying massive stars. They are characterized by an initial phase of bright and highly variable radiation in the kiloelectronvolt-to-megaelectronvolt band, which is probably produced within the jet and lasts from milliseconds to minutes, known as the prompt emission. Subsequently, the interaction of the jet with the surrounding medium generates shock waves that are responsible for the afterglow emission, which lasts from days to months and occurs over a broad energy range from the radio to the gigaelectronvolt bands. The afterglow emission is generally well explained as synchrotron radiation emitted by electrons accelerated by the external shock. Recently, intense long-lasting emission between 0.2 and 1 teraelectronvolts was observed from GRB 190114C. Here we report multi-frequency observations of GRB 190114C, and study the evolution in time of the GRB emission across 17 orders of magnitude in energy, from 5 × 10-6 to 1012 electronvolts. We find that the broadband spectral energy distribution is double-peaked, with the teraelectronvolt emission constituting a distinct spectral component with power comparable to the synchrotron component. This component is associated with the afterglow and is satisfactorily explained by inverse Compton up-scattering of synchrotron photons by high-energy electrons. We find that the conditions required to account for the observed teraelectronvolt component are typical for GRBs, supporting the possibility that inverse Compton emission is commonly produced in GRBs.
Link: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019Natur.575..459M/abstract


MAGIC Collaboration; Acciari, V. A. et al., Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C, published in Nature, Volume 575, Issue 7783, p.455-458.
Long-duration γ-ray bursts (GRBs) are the most luminous sources of electromagnetic radiation known in the Universe. They arise from outflows of plasma with velocities near the speed of light that are ejected by newly formed neutron stars or black holes (of stellar mass) at cosmological distances. Prompt flashes of megaelectronvolt-energy γ-rays are followed by a longer-lasting afterglow emission in a wide range of energies (from radio waves to gigaelectronvolt γ-rays), which originates from synchrotron radiation generated by energetic electrons in the accompanying shock waves. Although emission of γ-rays at even higher (teraelectronvolt) energies by other radiation mechanisms has been theoretically predicted, it has not been previously detected. Here we report observations of teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C. γ-rays were observed in the energy range 0.2-1 teraelectronvolt from about one minute after the burst (at more than 50 standard deviations in the first 20 minutes), revealing a distinct emission component of the afterglow with power comparable to that of the synchrotron component. The observed similarity in the radiated power and temporal behaviour of the teraelectronvolt and X-ray bands points to processes such as inverse Compton upscattering as the mechanism of the teraelectronvolt emission. By contrast, processes such as synchrotron emission by ultrahigh-energy protons are not favoured because of their low radiative efficiency. These results are anticipated to be a step towards a deeper understanding of the physics of GRBs and relativistic shock waves.
Link: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019Natur.575..455M/abstract


Ruffini, R.; Moradi, R.; Rueda, J. A.; Becerra, L.; Bianco, C. L.; Cherubini, C.; Filippi, S.; Chen, Y. C.; Karlica, M.; Sahakyan, N.; Wang, Y.; Xue, S. S., On the GeV Emission of the Type I BdHN GRB 130427A, published in the Astrophysical Journal, Volume 886, Issue 2, article id. 82, 13 pp. (2019) on November 22, 2019.
We propose that the inner engine of a type I binary-driven hypernova (BdHN) is composed of Kerr black hole (BH) in a non-stationary state, embedded in a uniform magnetic field B0 aligned with the BH rotation axis and surrounded by an ionized plasma of extremely low density of 10−14 g cm−3. Using GRB 130427A as a prototype, we show that this inner engine acts in a sequence of elementary impulses. Electrons accelerate to ultrarelativistic energy near the BH horizon, propagating along the polar axis, θ = 0, where they can reach energies of ~1018 eV, partially contributing to ultrahigh-energy cosmic rays. When propagating with θ ≠ 0 through the magnetic field B0, they produce GeV and TeV radiation through synchroton emission. The mass of BH, M = 2.31M, its spin, α = 0.47, and the value of magnetic field B0 = 3.48 × 1010 G, are determined self consistently to fulfill the energetic and the transparency requirement. The repetition time of each elementary impulse of energy ε ~ 1037 erg is ~10−14 s at the beginning of the process, then slowly increases with time evolution. In principle, this "inner engine" can operate in a gamma-ray burst (GRB) for thousands of years. By scaling the BH mass and the magnetic field, the same inner engine can describe active galactic nuclei.
Journal link: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab4ce6
arXiv link: https://arxiv.org/abs/1812.00354


De Lima, Rafael C. R.; Coelho, Jaziel G.; Pereira, Jonas P.; Rodrigues, Claudia V.; Rueda, J. A., Evidence for a multipolar magnetic Field in SGR J1745-2900 from X-ray light-curve analysis, accepted for publication in The Astrophysical Journal; in press.
SGR J1745-2900 was detected from its outburst activity in April 2013 and it was the first soft gamma repeater (SGR) detected near the center of the Galaxy (Sagittarius A∗). We use 3.5-year Chandra X-ray light-curve data to constrain some neutron star (NS) geometric parameters. We assume that the flux modulation comes from hot spots on the stellar surface. Our model includes the NS mass, radius, a maximum of three spots of any size, temperature and positions, and general relativistic effects. We find that the light-curve of SGR J1745-2900 could be described by either two or three hot spots. The ambiguity is due to the small amount of data, but our analysis suggests that one should not disregard the possibility of multi-spots (due to a multipolar magnetic field) in highly magnetized stars. For the case of three hot spots, we find that they should be large and have angular semi-apertures ranging from 16-67 degrees. The large size found for the spots points to a magnetic field with a nontrivial poloidal and toroidal structure (in accordance with magnetohydrodynamics investigations and NICER's recent findings for PSR J0030+0451) and is consistent with the small characteristic age of the star. Finally, we also discuss possible constraints on the mass and radius of SGR J1745-2900 and briefly envisage possible scenarios accounting for the 3.5-year evolution of SGR J1745-2900 hot spots.
arXiv link: https://arxiv.org/abs/1912.12336


Ruiz-Baier R., Gizzi A., Loppini A., Cherubini C. and Filippi S., Modelling Thermo-Electro-Mechanical Effects in Orthotropic Cardiac Tissue, published in Commun. Comput. Phys. Vol.27, No. 1, pp. 87-115 (January 2020).
In this paper we introduce a new mathematical model for the active contraction of cardiac muscle, featuring different thermo-electric and nonlinear conductivity properties. The passive hyperelastic response of the tissue is described by an orthotropic exponential model, whereas the ionic activity dictates active contraction incorporated through the concept of orthotropic active strain. We use a fully incompressible formulation, and the generated strain modifies directly the conductivity mechanisms in the medium through the pull-back transformation. We also investigate the influence of thermo-electric effects in the onset of multiphysics emergent spatiotemporal dynamics, using nonlinear diffusion. It turns out that these ingredients have a key role in reproducing pathological chaotic dynamics such as ventricular fibrillation during inflammatory events, for instance. The specific structure of the governing equations suggests to cast the problem in mixed-primal form and we write it in terms of Kirchhoff stress, displacements, solid pressure, dimensionless electric potential, activation generation, and ionic variables. We also advance a new mixed-primal finite element method for its numerical approximation, and we use it to explore the properties of the model and to assess the importance of coupling terms, by means of a few computational experiments in 3D.
Link: https://global-sci.org/intro/article_detail/cicp/13315.html


M. A. Prakapenia and G. V. Vereshchagin, Bose-Einstein condensation in relativistic plasma, published in Europhysics Letters, Volume 128, Number 5 (2019) 50002 on 30 of January 2020.
The phenomenon of Bose-Einstein condensation is traditionally associated with and experimentally verified at low temperatures: either of the nano-Kelvin scale for alkali atoms, or room temperatures for quasi-particles or photons in two dimensions. Here we demonstrate out of first principles that for certain initial conditions nonequilibrium plasma at relativistic temperatures of billions of Kelvin undergoes condensation, as predicted by Zeldovich and Levich in their seminal work. We determine the necessary conditions for the onset of condensation and discuss the possibilities to observe such a phenomenon in laboratory and astrophysical conditions.
Link: https://iopscience.iop.org/article/10.1209/0295-5075/128/50002
 
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