ICRANet Newsletter

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Agosto - Settembre 2017

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SUMMARY
1. Due nuovi lavori del Direttore di ICRANet-Yerevan, prof. Narek Sahakyan, appena accettati per la pubblicazione su ApJ (Impact factor: 5.533) e su A&A (Impact factor: 5.014)
2. ICRANet e la Notte Europea dei Ricercatori
3. ICRANet – WIGNER: nuovo accordo di collaborazione
4. Seminario ICRANet 8 settembre a cura di Takahiro Hayashinaka
5. Pubblicazioni recenti
6. Proroga scadenza domande per il dottorato IRAP PhD 2017
7. Meetings in arrivo

1. Due nuovi lavori del Direttore di ICRANet-Yerevan, prof. Narek Sahakyan, appena accettati per la pubblicazione su ApJ (Impact factor: 5.533) e su A&A (Impact factor: 5.014)

1. D. Zargaryan, S. Gasparyan, V. Baghmanyan, N. Sahakyan, “Comparing 3C 120 jet emission at small and large scales”, arXiv:1709.05175, Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics.

Important information on the evolution of the jet can be obtained by comparing the physical state of the plasma at its propagation through the broad-line region (where the jet is most likely formed) into the intergalactic medium, where it starts to significantly decelerate. The constraints on the physical parameters in the innermost (≤ pc) and outer (≥ kpc) regions of the 3C 120 jet, see Fig. 1., are compared by means of a detailed multiwavelength analysis and theoretical modeling of their broadband spectra. The data collected by Fermi LAT, Swift and Chandra are analyzed together and the spectral energy distributions are modeled using a leptonic synchrotron and inverse Compton model, taking into account the seed photons originating inside and outside of the jet. The model parameters are estimated using the MCMC method. The γ-ray flux from the inner jet of 3C 120 was characterized by rapid variation from MJD 56900 to MJD 57300. Two strong flares were observed on April 24, 2015 when, within 19.0 minutes and 3.15 hours the flux was as high as (7.46±1.56)×10^-6 cm⁻²s⁻¹ and (4.71±0.92)×10⁻⁶cm⁻²s⁻¹ respectively. The broadband emission in the quiet and flaring states can be described as SSC emission while IC scattering of dusty torus photons cannot be excluded for the flaring states. The X-ray emission from the knots can be well reproduced by IC scattering of CMB photons only if the jet is highly relativistic (since even when δ=10 still U_e/U_B≥80). These extreme requirements can be somewhat softened assuming the X-rays are from the synchrotron emission of a second population of very-high-energy electrons. The jet power estimated at two scales is consistent, suggesting that the jet does not suffer severe dissipation, it simply becomes radiatively inefficient.

2. V. Baghmanyan, S. Gasparyan, N. Sahakyan, “Rapid Gamma-ray variability of NGC 1275”, arXiv:1709.03755v1, Accepted for publication in ApJ.
A detailed analysis of the γ-ray light curve of NGC 1275 is reported using the Fermi large area telescope data accumulated in 2008-2017. Major γ-ray flares were observed in October 2015 and December 2016/January 2017 when the source reached a daily peak flux of (2.21±0.26)×10⁻⁶cm⁻²s⁻¹, achieving a flux of (3.48±0.87)×10⁻⁶cm⁻²s⁻¹ within 3 hours, which corresponds to an apparent isotropic γ-ray luminosity of ≃3.84×10⁴⁵erg s⁻¹. The most rapid flare had e-folding time as short as 1.21±0.22 hours which had never been previously observed for any radio galaxy in γ-ray band. Also γ-ray spectral changes were observed during these flares: in the flux versus photon index plane the spectral evolution follows correspondingly a counter clockwise and a clockwise loop inferred from the light curve generated by an adaptive binning method. On December 30, 2016 and January 01, 2017 the X-ray photon index softened (Γ_X≃1.75−1.77) and the flux increased nearly ∼3 times as compared with the quiet state. The observed hour-scale variability suggests a very compact emission region (Rγ≤5.22×10¹⁴(δ/4)cm) implying that the observed emission is most likely produced in the subparsec-scale jet if the entire jet width is responsible for the emission. During the active periods the γ-ray photon index hardened, shifting the peak of the high energy spectral component to >GeV, making it difficult to explain the observed X-ray and γ-ray data in the standard one-zone synchrotron self-Compton model.

2. ICRANet e la Notte Europea dei Ricercatori

Anche questo anno ICRANet, insieme al Comune di Pescara, tramite lo Europe Direct, ed in collaborazione con l’Università “G. d’Annunzio” Chieti-Pescara, ha organizzato “La Notte Europea dei Ricercatori”. L’evento attrae molte persone ogni anno ed offre ai visitatori un’opportunità unica per incontrare ricercatori e prendere parte alle attività scientifiche volte a mettere in mostra sia il fascino della ricerca come carriera sia il suo significativo impatto sociale. Il programma di tale evento si può consultare qui (in Italiano). Nella mattinata la sede principale di ICRANet a Pescara ha ospitato 200 studenti delle scuole superiori. In questa occasione il Direttore di ICRANet, Professor Remo Ruffini, ha consegnato il primo “Premio Carlo Pace” alla presenza del Sindaco di Pescara, Marco Alessandrini, e la Senatrice Federica Chiavaroli, Sottosegretario alla Giustizia.
Questo premio è stato assegnato a:
- Francesca Allegrino del Liceo Scientifico “Galileo Galilei” di Pescara, per la categoria studenti;
- Tiziana Pompa del Liceo Scientifico “Galileo Galilei” di Pescara, per la categoria professori;
- Costantino Sigismondi del Liceo Scientifico “Galileo Ferraris” di Roma, per la categoria professori.


Dopo la cerimonia di consegna dei premi, ci sono stati tre seminari a cura di scienziati dell’ICRANet: Dr. Marco Muccino – Facoltà ICRANet - "Visitare l'Universo con i Gamma Ray Bursts (GRBs)"; Prof. Paolo Giommi – ASI, Agenzia Spaziale Italiana – “Osservazioni multimessenger dei nuclei galattici attivi” e Dott.ssa Laura Becerra – Università di Roma “La Sapienza” e ICRANet "Simulando le Hypernovae all'ICRANet ed a Los Alamos".

Ai seminari della mattina sono seguite delle conferenze pubbliche serali all’Aurum con il seguente programma:


21.00 - Professor Remo Ruffini - Direttore ICRANet - e Wang Yu - Studente dell’IRAP PhD - “Esplorando l'Universo con i satelliti SWIFT e FERMI”
21.45 - Professor Jorge Rueda – Facoltà ICRANet – e José Fernando Rodriguez Ruiz – Studente dell’IRAP PhD, “Simulando la emissione di onde gravitazionali”
22.30 - Professor Paolo Giommi – ASI, Agenzia Spaziale Italiana – e Carlos Henrique Brandt – Studente dell’IRAP PhD, “Il Centro Dati dell'ICRANet in Brasile (BSDC)”.

In serata il Centro ICRANet di Pescara ha aperto le sue porte al pubblico. I professori Vereshchagin, Belinski e Xue, insieme ad alcuni studenti del dottorato, hanno mostrato ai visitatori l’edificio ICRANet e le attività di ricerca.



Durante la serata all’Aurum l’ICRANet ha organizzato per la prima volta la mostra dedicata alla nascita dell’Astrofisica Relativistica ed ai suoi maggiori rappresentanti, quali Einstein, Heisenberg e Fermi, così come la collaborazione scientifica tra ICRANet e la Cina, centrata sulla figura di Fang Li-Zhi, primo Presidente del Comitato Direttivo ICRANet. Questa mostra, che fa parte del Progetto " Del talento e della curiosità. quando l’aquila e il passero volano insieme.”, sarà trasferita nei prossimi mesi a Roma alla Fondazione Marco Besso.

Un video di questo evento è disponibile qui.

3.ICRANet – WIGNER: Nuovo accordo di collaborazione

Un nuovo accordo di collaborazione è stato di recente firmato tra l’ICRANet, International Center for Relativistic Astrophysics Network, ed il WIGNER Research Centre for Physics di Budapest, Ungheria. Questo accordo è stato firmato dal Prof. Peter Levai, Direttore Generale del WIGNER Research Centre, e dal Prof. Remo Ruffini, Direttore di ICRANet. Esso consisterà in una serie di azioni congiunte, incluse: la promozione di attività di ricerca teoriche ed osservative nell’ambito dell’astrofisica relativistica; lo scambio di membri della facoltà, ricercatori, post-doc e studenti; promozione degli sviluppi tecnologici. Un’attenzione speciale sarà dedicata alle missioni spaziali, agli esperimenti avanzati ed alle osservazioni provenienti da osservatori terrestri e sotterranei. Il testo dell’accordo può essere visto qui.

L’ 8 Settembre 2017, Takahiro Hayashinaka, del Research Center for the Early Universe (RESCEU), Dipartimento di Fisica, Graduate School of Science della University of Tokyo (Japan), ha tenuto un seminario presso il Centro ICRANet di Pescara dal titolo: " de Sitter QED and non-perturbative renormalization approach ". Questo seminario era rivolto a mostrare le attività recenti sull’argomento. Nella prima metà del talk è stato mostrato quanto negative, ossia instabili, si siano rivelate le risposte elettromagnetiche. Nonostante tale fenomeno è stato ripetutamente riferito di recente da vari gruppi, fino ad ora non sono state fornite né l’origine fisica né un’interpretazione del fenomeno. Inspirato ad un fenomeno di risposta negativa rilevante in una specifica materia ferroelettrica, è stata riconosciuta l’importanza della rottura della simmetria spontanea e l’azione effettiva o potenziale del sistema. Una variazione della tecnica di gruppo di renormalizzazione, chiamata “non-perturbative renormalization group” (NPRG), è stata usata per la valutazione dell’azione effettiva. Come risultato, un comportamento non desiderato degli IR modes in de Sitter spacetime può essere virtualmente soppresso. E’ stato mostrato come il campo elettrico può cambiare la forma dello scalar effective potential.

5. Pubblicazioni recenti

B. Eslam Panah, G. H. Bordbar, S. H. Hendi, R. Ruffini, Z. Rezaei, R. Moradi, “Expansion of magnetic neutron stars in an energy (in)dependent spacetime”, arXiv:1707.06460, accepted for publication in Astrophys. J.

Regarding the strong magnetic field of neutron stars and high energy regime scenario which is based on high curvature region near the compact objects, one is motivated to study magnetic neutron stars in an energy dependent spacetime. In this paper, we show that such strong magnetic field and energy dependency of spacetime have considerable effects on the properties of neutron stars. We examine the variations of maximum mass and related radius, Schwarzschild radius, average density, gravitational redshift, Kretschmann scalar and Buchdahl theorem due to magnetic field and also energy dependency of metric. First, it will be shown that the maximum mass and radius of neutron stars are increasing function of magnetic field while average density, redshift, the strength of gravity and Kretschmann scalar are decreasing functions of it. These results are due to a repulsive-like force behavior for the magnetic field. Next, the effects of the gravity's rainbow will be studied and it will be shown that by increasing the rainbow function, the neutron stars could enjoy an expansion in their structures. Then, we obtain a new relation for the upper mass limit of a static spherical neutron star with uniform density in gravity's rainbow (Buchdahl limit) in which such upper limit is modified as M_eff<4c²R/9G. In addition, stability and energy conditions for the equation of state of neutron star matter are also investigated and a comparison with empirical results is done. It is notable that the numerical study in this paper is conducted by using the lowest order constrained variational (LOCV) approach in the presence of magnetic field employing AV18 potential.

6. Proroga scadenza domande per IRAP PhD 2017

International Relativistic Astrophysics PhD (IRAP PhD) – Joint Doctorate Program sponsorizzato da ICRANet.
La scadenza per otto posizioni aperte a livello internazionale e direttamente sponsorizzate dalle istituzioni partecipanti è stata prorogata al 25 ottobre 2017.
Si veda il poster: http://www.icranet.org/images/stories/poster-irap2017R.pdf
Lo sforzo coordinato di molte organizzazioni internazionali come la National Aeronautics and Space Administration (NASA), l’European Center for Nuclear Research (CERN), la European Space Agency (ESA), e lo European Southern Observatory (ESO), hanno condotto ad una mole di informazioni scientifiche senza precedenti dal mondo microfisico fino all’intero Universo. Per raccogliere i risultati di queste missioni scientifiche, è stato previsto uno specifico programma di dottorato al fine di coinvolgere gli studenti nell’analisi e creazione di un modello dei sopraindicati dati osservativi nell’ambito della teoria della relatività generale, della fisica quantistica e delle teorie di campo classiche.
Gli studenti saranno anche coinvolti in programmi innovativi e sperimentali in astrofisica relativistica. Il programma fornisce competenze nei campi più avanzati della fisica sperimentale, matematica e teorica rilevante per il contesto astronomico, di astrofisica e cosmologia. Essendo queste attività necessariamente internazionali, le istituzioni scientifiche ed accademiche sotto indicate partecipano con le loro proprie specialità scientifiche e, alla fine del programma, viene rilasciato un diploma congiunto. Le Istituzioni che partecipano nell’IRAP PhD sono: l’organizzazione internazionale ICRANet come istituzione di coordinamento e l’Università Sophia Antipolis come istituzione ospitante; l’Albert Einstein Institute di Potsdam (Germania); l’Indian Centre for Space Physics di Calcutta (India); l’Observatoire de la Cote D’Azur di Nizza (Francia); l’Università di Ferrara (Italia); l’Università di Roma “La Sapienza” (Italia); l’Università della Savoia di Annecy (Francia).
Il diploma finale di dottorato sarà rilasciato congiuntamente delle Istituzioni Accademiche partecipanti al programma.
Incoraggiamo le domande da parte dei migliori candidati a livello mondiale, a prescindere dalla loro nazionalità, genere o estrazione sociale.
I corsi sono elencati sul sito web del dottorato. Ciascuno studente dovrà seguire 180 ore di corsi durante i tre anni del programma di dottorato. C’è anche la possibilità di seguire i corsi da altri programmi di dottorato di Fisica, Matematica, Astronomia ed Astrofisica in ciascuna delle istituzioni partecipanti, dopo aver ricevuto l’approvazione dal Consiglio di Facoltà.

7. Meetings in arrivo

a. 15° Marcel Grossmann Meeting sulla Relatività Generale (MG15), Roma, Italia

Il Quindicesimo Marcel Grossmann Meeting sulla Relatività Generale e l’Astrofisica Relativistica si terrà al campus dell’Università di Roma “La Sapienza” (Italia) dal 1 al 7 luglio 2018, in celebrazione del 50° anniversario della scoperta della prima stella di neutroni, segnando la nascita dell’astrofisica relativistica.

Ci saranno quattro meeting satellite dell’MG15 nel 2018:
Il Terzo Zeldovich meeting, alla National Academy of Sciences of Belarus a Minsk (Bielorussia), 23-27 aprile 2018; il Primo Markarian meeting, alla National Academy of Sciences di Yerevan (Armenia), 21-25 maggio 2018;
Il Secondo Julio Garavito Armero Meeting on Relativistic Astrophysics, a Bucaramanga (Colombia), 30 luglio – 3 agosto, 2018; Il Terzo César Lattes Meeting, a Rio de Janeiro (Brasile), 6-10 agosto 2018.

Maggiori informazioni saranno disponibili sul sito web: http://www.icra.it/MG/mg15/

b. Terzo Zeldovich Meeting, Minsk, Bielorussia