Новости ICRANet
Октябрь-Ноябрь 2017
1. Ранние рентгеновские вспышки в гамма-всплесках: фундаментальное открытие группы ICRA/ICRANet
Статья "Ранние рентгеновские вспышки в гамма-всплесках" Р. Руффини,Ю. Ванг, Е. Аймуратов и др., принята к публикации в Astrophysical Journal 23 ноября 2017.
Новый этап в понимании природы гамма-всплесков, представленный сегодня в престижном журнале Astrophysical Journal учеными ICRA/ICRANet и университета “Sapienza” (см.: https://arxiv.org/pdf/1704.03821.pdf), показывает как гамма-всплески происходят в наиболее сложных системах когда-либо исследованнных в физики и астрофизике, наиболее мощных взрывах во Вселенной. “За 100 секунд наблюдается взрыв сверхновой и гиперкритическая аккреция со скоростью ~1 солнечная масса в секунду на близкий компаньон – нейтронную звезду. Далее, нейтронная звезда достигает критической массы и происходит ее гравитационный коллапс на черную дыру, вызывая излучение гамма-всплеска. Гамма-всплеск взаимодействует со сверхновой, что вызывает рентгеновскую и гамма- вспышки и трансформирует сверхновую в гиперновую. Эта “космическая матрица”, названная бинарно-вызванной гиперновой, наиболее мощная из семи подклассов гамма-всплесков”. Гамма-всплески - наиболее яркие объекты во Вселенной и могут наблюдаться на расстоянии в 10 миллиардов световых лет в нашем световом конусе: их светимости равны сумме светимостей всех звезд нашей Вселенной, около 100 миллиардов миллиардов солнц! Гамма-всплески возникают раз в 100 миллионов лет в одной галактике и видны во всех миллиардах галактик в нашей Вселенной: произведение дает частоту “один в день”, идеальная частота, чтобы определить их природу на основе теории Эйнштейна, см. рис. 1.
|
|
|
Figure 1: Слева направо А. Эйнштейн, Х. Юкава, Дж.А. Уилер.
|
Figure 2: Р. Руффини и Дж.А. Уилер в Принстоне (1971).
|
Наблюдательные усилия в рентгеновском и гамма- диапозонах космических телескопов (напр. BeppoSAX, SWIFT, FERMI) совместно с оптическими обсерваториями VLT KECK были существенными для этого открытия. Важными были также теоретические усилия ICRANet в придаче астрофизического смысла фотонам, наблюдаемым обсерваториями от систем, которые существовали за 8 миллиардов лет до рождения нашей планетарной системы! Эти усилия собраны в 25 дополнительных статьях тех же авторов, цитируемые в данной статье. Профессор Руффини был все эти годы на переднем крае исследований: от “представляя Черную Дыру” с Дж. А. Уилером (см. Рис. 2) до открытия первой черной дыры с Р. Джаккони (см. Рис. 3), к первому объявлению об открытии гамма-всплесков с Х. Гурски, к развитию в последние годы модели BdHNe с проф. К.Л. Бьянко, Х. Руэда и К. Фраером и многими студентами совместной европейской программы IRAP PhD, в университете Рима (см. рис. 4).
|
|
|
Figure 3: From left to right H. Х. Гурски, Р. Джаккони и Р. Руффини. Военно-моская исследовательская лаборатория, Вашингтон, 1984.
|
Figure 4: Фото проф. Руффини с молодыми исследователями, котрые приняли участие в этом открытии.
|
2. "Китайско-итальянская неделя Науки, Технологии и Инноваций", Пекин, Китай, 13-17 ноября 2017
|
|
Figure 5. Встреча “Китайско-итальянская неделя Науки, Технологии и Инноваций ” в Пекине. Справа налево: проф. Ремо Руффини, директор ICRANet, министр науки и технологии Китая, Ван Ганг, министр образования, университетов и исследований Италии Валерия Федели. Пятый справа: проф. Вен Биао Хан из Шанхайской астрофизической обсерватории.
|
С 13 по 17 ноября «Китайско-итальянская неделя Науки, Технологии и Инноваций» проходила в различных городах Китая: Пекин, Чэнду and Гуйян, см.: http://www.cittadellascienza.it/cina/ Эта инициатива посвящена совместным действиями в науке и технологиях между двумя странами с целью создания научного, технологического и коммерческого партнерства в инновативной исследовательско-предпринимательской системе, она поддержана министерством наки и технологии Китая и министерством образования, университетов и исследований Италии – MIUR и министерством иностранных дел Италии – MAECI и координируется «Città della Scienza» в Неаполе. Она реализована в синергии с министерством экономического развития, министерством здравоохранения и министерством охраны окружающей среды в сторудничестве с национальным советом по исследованиям, Confindustria (ассоциация итальянских предпринимателей) и главными итальянскими университетами и исследовательскими центрами, совместно с регионом Кампанья для китайско-итальянского события по обмену.
Профессор Ремо Руффини, директор ICRANet, принял участие в церемонии открытия в Пекине 14 ноября в присутствии министра образования, университетов и исследований Италии Валерии Федели и министра науки и технологии Китая, Ван Ганга. В связи с этим проф. Руффини и проф. Вен Биао Хан из Шанхайской астрофизической обсерватории (SHAO) подписали “Соглашение о совместном китайско-итальянском сотрудничестве в области релятивистской астрофизики”.
|
|
Figure 6. Подписание договоров о сотрудничестве между итальянской и китайской сторонами. Стоят: министр науки и технологии Китая, Ван Ганг, министр образования, университетов и исследований Италии Валерия Федели. Третий и четверный слева: проф. Ремо Руффини, ICRANet, и проф. Вен Биао Хан из Шанхайской астрофизической обсерватории.
|
3. "Сербско-итальянский астрономический семинар", Белград, Сербия, 31 октября 2017
|
|
|
Figure 7-8. Церемония подписания договора о сотрудничестве между ICRANet и университетом Белграда.
|
31 октября 2017 профессор Руффини, директор ICRANet принял участие в "Сербско-итальянском астрономическом семинаре" в Белграде, организованном астрономической обсерваторией Белграда в сотрудничестве с посольством Италии. Целью этого семинара было обсуждение, в сотрудничестве с выдающимися исследователями из Италии, будущего наблюдательных проекторв, а также обмен опыта по различным астрономическим наблюдениям, и другими астрономическим и техническим возможностям включая использование астрономических инструментов, хранение и анализ наблюдательного материала. Проф. Руффини представил доклад "Конкретные примеры сепаратрисы между моделями коллапсара и BdHN для гамма-всплесков".
4. Лекция в университете Тузлы в Боснии и Герцеговине профессора Ремо Руффини по случаю подписания договора о сотрудничестве между университетом Тузлы и ICRANet, 27 ноября 2017
27 ноября 2017 проф. Ремо Руффини, директор ICRANet, посетил университет Тузлы в Боснии и выступил с докладом "Загадка гамма-всплесков 090510, 130603B и 170817A", см.: http://pmf.untz.ba/2017/11/27/public-lecture-by-the-director-of-icranet-and-official-signing-of-agreement-of-collaboration-at-the-university-of-tuzla/
После лекции, в присутствии посла Италии, Николы Минази, научного атташе Др. Паоло Баттинелли, руководства университета и большого числа ученых и студентов и представителей правительства Тузлы и кантона Тузлы, был подписан договор о сотрудничестве между университетом Тузлы и ICRANet.
Проф. Руффини сказал: "Это соответствует моей мечте, которая состоит в продвижении исследований Вселенной, на основе идей Эйнштейна, в сотрудничестве с учеными со всех стран Балканского региона, продвигая научные усилия в регионе, что очень важно для ICRANet, Италии и Европы в целом. Мы уже подписали договор о сотрудничестве с университетами Белграда, Новый Сад, и планируем подписать больше договоров с другими институтами в западных Балканах". Проф. Ведад Пасич, декан факультета естественных наук и математики университета Тузлы добавил: "Мы искренне надеемся, что это открывает целую новую главу в научных исследованиях между нашими дружескими странами, а также первый шаг для Боснии и Герцеговины в присоединении к большой семье государств-членов и организаций-членов ICRANet". Ректор университета Тузлы, проф. Др. Нермина Хаджиграхич выразила искреннюю надежду что Босния и Герцеговина станет первым государством-членом ICRANet в западных Балканах. Посол Минази выразил полную поддержку сотрудничеству университета Тузлы и ICRANet и после церемонии подписания обсудил с представителями университета Тузлы различные возможности культурного и экономического сотрудничества между Боснией и Герцеговиной и Италией.
5. Новые договоры о сотрудничестве: университет Белграда; Соглашение о совместном китайско-итальянском сотрудничестве в области релятивистской астрофизики; университет Тузлы
| Договор о сотрудничестве между ICRANet и университетом Белграда |
 |
В течение “Сербско-итальянскго астрономического семинара” в Белграде, проф. Ремо Руффини и проф. др. Владимир Бумбасиревич, ректор университета Белграда, подписала договор о сотрудничестве между университетом Белграда и ICRANet, в присутствии др. Паоло Баттинелли, научного атташе посольства Италии в Белграде.
Договор состоит из совместных действий: продвижение теоретических и наблюдательных исследовательских работ в области релятивистской астрофизики; обмен сотрудниками, исследователями, пост-доками и студентами; продвижение технологического развития; развитие центров данных по астрофизической тематики на всех длинах волн; организация курсов и развитие меж-институциональных областей исследований ассоциированных с локальными программами аспирантуры; организация семинаров, конференций, коротких курсов; совместные публикации.
Текст соглашения см.: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1158 |
| Соглашение о совместном китайско-итальянском сотрудничестве в области релятивистской астрофизики |
 |
В этом соглашении SHAO, ASI, ASI – центр космической геодезии G. Colombo, Матера, ICRA/ICRANet, INFN, университет Campus Biomedico в Риме, университет "l'Orientale" в Неаполе, университет Рима «Sapienza», договорились о сотрудничестве на период 2018 - 2019, включающем семинары и конференции: пятнадцатая конференция Марселя Гроссмана в Риме с 1 по 7 июля 2018 MGXV (http://www.icra.it/mg/mg15), шестая конференция Галилея Сюй-Гуанци - GX6 (http://www.icranet.org/GXMeetings) в Пескаре и Риме (Италия) в ICRA/ICRANet, в Неаполе в университете “L’Orientale”, и в Матере в “центре космической геодезии Giuseppe Colombo” в 2019. Кроме того, заключено соглашение о том, что исследователи ASI, ICRA/ICRANet, INFN посетят китайские организации и, аналогично, китайские исследователи посетят ASI, ICRA/ICRANet, INFN. Темы исследований в области релятивистской астрофизики включают: гамма-всплески, гравитационные волны, нейтронные звезды, активные ядра галакик, квазары, астрофизика нейтрино, темная материя, квантовая гравитация и теория поля в искривленном пространтсве, а также ядерная астрофизика.
Текст соглашения см.: http://www.icranet.org/documents/Chinese-Italian_activities.pdf |
| Договор о сотрудничестве между ICRANet и университетом Тузлы |
 |
27 ноября 2017 проф. Ремо Руффини, директор ICRANet и проф. Нермина Хаджиграхич, ректор университета Тузлы подписали договор о сотрудничестве между их институтами. Это соглашение будет действовать 5 лет и будет состоять в: продвижении теоретических и наблюдательных исследований в релятивистской астрофизике; обмен сотрудниками, исследователями, пост-доками и студентами; поддержка технологического развития; развитие совместных исследований, поддержка научно-технических и культурных событий открытых для широкой публики; организация семинаров, конференций, коротких курсов; совместные публикации.
Текст и фото с церемонии: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1163
Текст соглашения: http://www.icranet.org/documents/Agreement_ICRANet-University%20of_Tuzla.pdf
|
|
6. Труды четырнадцатой конференции Марселя Гроссмана опубликованы онлайн и в переплете
 |
С большим удовольствием сообщаем о публикации трудов четырнадцатой конференции Марселя Гроссмана по общей теории относительности, редакторы: Массимо Бьянки, Роберт Т. Джансен, Ремо Руффини, World Scientific, Сингапур, 2017.
Электронная книга (e-book), находится в открытом доступе, позволяя просмотреть содержимое без оплаты, и доступна для просмотра: http://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/10614#t=toc
Четыре тома объемом около 4400 трудов MG14 опубликована в декабре 2017. |
7. Свежие публикации
 |
В. Белинский и М. Аннио, "Космологическая сингулярность" (Cambridge University Press). Книга (в твердой обложке) опубликована 26 октября 2017.
Доступна здесь: https://www.cambridge.org/core/books/cosmological-singularity/652DFD197ED573BAC18EBB0778BD0886
Написанная для исследователей фокусирующихся на общей теории относительности, супергравитации и космологи, это самодостаточное изложение структуры космологической сингулярности в общих решениях уравнений Эйнштейна, и современное математический вывод теории лежащей в основе гипотезы Белинского-Халатникова-Лифшица (BKL). |
|
Часть I дает полный обзор теории, лежащей в основе гипотезы BKL. В деталях обсуждается общее асимптотическое поведение около космологической сингулярности гравитационного поля и полей, описывающих другие виды материи. Часть II фокусируется на переформулировке поведения BKL в терминах биллиарда. В этом разделе применяется общий подход, не использущий никаких упрощающих предположений симметрии, к теориям с различными полями материи и пространственно-временными измерениями, включая супергравитации. В целом эта книга экипирует специальстов, занимающихся теоретической и математической физикой, теоретическими основами Большого Взрыва, Большого Сжатия, сингулярностями черной дыры, описанием биллиарда, и возникающими математическими структурами. |
| |
Gabriel L. Gómez, and Jorge A. Rueda, "Dark matter dynamical friction versus gravitational wave emission in the evolution of compact-star binaries", Physical Review D, Volume 96, Issue 6, id.063001 (2017), published on 6 September 2017 and available here: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017PhRvD..96f3001G
The measured orbital period decay of relativistic compact-star binaries, with characteristic orbital periods ˜0.1 days, is explained with very high precision by the gravitational wave (GW) emission of an inspiraling binary in a vacuum predicted by general relativity. However, the binary gravitational binding energy is also affected by an usually neglected phenomenon, namely the dark matter dynamical friction (DMDF) produced by the interaction of the binary components with their respective DM gravitational wakes. Therefore, the inclusion of the DMDF might lead to a binary evolution which is different from a purely GW-driven one. The entity of this effect depends on the orbital period and on the local value of the DM density, hence on the position of the binary in the Galaxy. We evaluate the DMDF produced by three different DM profiles: the Navarro-Frenk-White (NFW) profile, the nonsingular-isothermal-sphere (NSIS) and the Ruffini-Argüelles-Rueda (RAR) DM profile based on self-gravitating keV fermions. We first show that indeed, due to their Galactic position, the GW emission dominates over the DMDF in the Neutron star (NS)-NS, NS-(White Dwarf) WD and WD-WD binaries for which measurements of the orbital decay exist. Then, we evaluate the conditions (i.e. orbital period and Galactic location) under which the effect of DMDF on the binary evolution becomes comparable to, or overcomes, the one of the GW emission. We find that, for instance for 1.3 - 0.2 M⊙ NS-WD, 1.3 - 1.3 M⊙ NS-NS, and 0.25 - 0.50 M⊙ WD-WD, located at 0.1 kpc, this occurs at orbital periods around 20-30 days in a NFW profile while, in a RAR profile, it occurs at about 100 days. For closer distances to the Galactic center, the DMDF effect increases and the above critical orbital periods become interestingly shorter. Finally, we also analyze the system parameters (for all the DM profiles) for which DMDF leads to an orbital widening instead of orbital decay. All the above imply that a direct/indirect observational verification of this effect in compact-star binaries might put strong constraints on the nature of DM and its Galactic distribution.
|
| |
F. Cipolletta, C. Cherubini, S. Filippi, J.A. Rueda and R. Ruffini, "Equilibrium Configurations of Classical Polytropic Stars with a Multi-Parametric Differential Rotation Law: A Numerical Analysis", Communications in Computational Physics, vol. 22, issue 03, pp. 863-888 (2017), published on 21 September 2017 and available here: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017CCoPh..22..863C
In this paper we analyze in detail the equilibrium configurations of classical polytropic stars with a multi-parametric differential rotation law of the literature using the standard numerical method introduced by Eriguchi and Mueller. Specifically we numerically investigate the parameters' space associated with the velocity field characterizing both equilibrium and non-equilibrium configurations for which the stability condition is violated or the mass-shedding criterion is verified.
|
| |
Soroush Shakeri, Mansour Haghighat, She-Sheng Xue, "Nonlinear QED effects in X-ray emission of pulsars", JCAP (2017) no.10,014, and available here: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017JCAP...10..014S
In the presence of strong magnetic fields near pulsars, the QED vacuum becomes a birefringent medium due to nonlinear QED interactions. Here, we explore the impact of the effective photon-photon interaction on the polarization evolution of photons propagating through the magnetized QED vacuum of a pulsar. We solve the quantum Boltzmann equation within the framework of the Euler-Heisenberg Lagrangian to find the evolution of the Stokes parameters. We find that linearly polarized X-ray photons propagating outward in the magnetosphere of a rotating neutron star can acquire high values for the circular polarization parameter. Meanwhile, it is shown that the polarization characteristics of photons besides photon energy depend strongly on parameters of the pulsars such as magnetic field strength, inclination angle and rotational period. Our results are clear predictions of QED vacuum polarization effects in the near vicinity of magnetic stars which can be tested with the upcoming X-ray polarimetric observations.
|
| |
B. Eslam Panah, G. H. Bordbar, S. H. Hendi, R. Ruffini, Z. Rezaei and R. Moradi, "Expansion of Magnetic Neutron Stars in an Energy (in)Dependent Spacetime", The Astrophysical Journal, Volume 848, Issue 1, article id. 24, 11 pp. (2017), published on 6 October 2017 and available here: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017ApJ...848...24E
Regarding the strong magnetic field of neutron stars and the high-energy regime scenario that is based on the 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 a 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 the magnetic field and energy dependency of the metric. First, it will be shown that the maximum mass and radius of neutron stars are increasing functions of the magnetic field, while average density, redshift, 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 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 an upper limit is modified as Meff < 4c2R/9G. In addition, stability and energy conditions for the equation of state of neutron star matter are 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 approach in the presence of a magnetic field employing AV18 potential.
|
| |
S.H.Hendi, B.Eslam Panah, S.Panahiyan M.Momennia, "Three dimensional magnetic solutions in massive gravity with (non)linear field", Physics Letters B 775 (2017) 251–261, available online at: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317308651
The Noble Prize in physics 2016 motivates one to study different aspects of topological properties and topological defects as their related objects. Considering the significant role of the topological defects (especially magnetic strings) in cosmology, here, we will investigate three dimensional horizonless magnetic solutions in the presence of two generalizations: massive gravity and nonlinear electromagnetic field. The effects of these two generalizations on properties of the solutions and their geometrical structure are investigated. The differences between de Sitter and anti de Sitter solutions are highlighted and conditions regarding the existence of phase transition in geometrical structure of the solutions are studied.
|
| |
S. H. Hendi, B. Eslam Panah, S. Panahiyan, M. Momennia, "Dilatonic black holes in gravity's rainbow with a nonlinear source: the effects of thermal fluctuations", Eur. Phys. J. C (2017) 77:647, available online at: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017EPJC...77..647H
This paper is devoted to an investigation of nonlinearly charged dilatonic black holes in the context of gravity's rainbow with two cases: (1) by considering the usual entropy, (2) in the presence of first order logarithmic correction of the entropy. First, exact black hole solutions of dilatonic Born-Infeld gravity with an energy dependent Liouville-type potential are obtained. Then, thermodynamic properties of the mentioned cases are studied, separately. It will be shown that although mass, entropy and the heat capacity are modified due to the presence of a first order correction, the temperature remains independent of it. Furthermore, it will be shown that divergences of the heat capacity, hence phase transition points are also independent of a first order correction, whereas the stability conditions are highly sensitive to variation of the correction parameter. Except for the effects of a first order correction, we will also present a limit on the values of the dilatonic parameter and show that it is possible to recognize AdS and dS thermodynamical behaviors for two specific branches of the dilatonic parameter. In addition, the effects of nonlinear electromagnetic field and energy functions on the thermodynamical behavior of the solutions will be highlighted and dependency of critical behavior, on these generalizations will be investigated.
|
| |
D. Bini, A. Geralico, J. Vines, "Hyperbolic scattering of spinning particles by a Kerr black hole", Physical Review D, Volume 96, Issue 8, id.084044 (2017), available online at: http://adsabs.harvard.edu/abs/2017PhRvD..96h4044B
We investigate the scattering of a spinning test particle by a Kerr black hole within the Mathisson-Papapetrou-Dixon model to linear order in spin. The particle's spin and orbital angular momentum are taken to be aligned with the black hole's spin. Both the particle's mass and spin length are assumed to be small in comparison with the characteristic length scale of the background curvature, in order to avoid backreaction effects. We analytically compute the modifications due to the particle's spin to the scattering angle, the periastron shift, and the condition for capture by the black hole, extending previous results valid for the nonrotating Schwarzschild background. Finally, we discuss how to generalize the present analysis beyond the linear approximation in spin, including spin-squared corrections in the case of a black-hole-like quadrupolar structure for the extended test body.
|
| |
B. Punsly, "A Jet Source of Event Horizon Telescope Correlated Flux in M87", accepted for publication in Astrophysical Journal, available online: https://arxiv.org/abs/1710.08355
Event Horizon Telescope (EHT) observations at 230 GHz are combined with Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations at 86 GHz and high resolution Hubble Space Telescope optical observations in order to constrain the broadband spectrum of the emission from the base of the jet in M87. The recent VLBI observations of Hada et al provide much stricter limits on the 86 GHz luminosity and component acceleration in the jet base than was available to previous modelers. They reveal an almost hollow jet on sub-mas scales. Thus, tubular models of the jet base emanating from the innermost accretion disk are considered within the region responsible for the EHT correlated flux. There is substantial synchrotron self absorbed opacity at 86 GHz. A parametric analysis indicates that the jet dimensions and power depend strongly on the 86 GHz flux density and the black hole spin, but weakly on other parameters such as jet speed, 230 GHz flux density and optical flux. The entire power budget of the M87 jet, ≲1044ergs/sec, can be accommodated by the tubular jet. No invisible, powerful spine is required. Even though this analysis never employs the resolution of the EHT, the spectral shape implies a dimension transverse to the jet direction of 12-21 µas (~24-27µas) for 0.99>a/M>0.95 (a/M~0.7) where M is the mass and a is the angular momentum per unit mass of the central black hole.
|
8. Поздравления Рональду Синтра Шелларду по случаю его избрания членом бразильской академии наук
|
