ICRANet Newsletter

Новости ICRANet
Февраль–Март 2020

English - French - Italian - Portuguese - Russian

Резюме
1. Статистика по COVID-19
2. Чернодырный квант
3. Две работы ученых ICRANet в рамках сотрудничества MAGIC
4. «Падение и восхождение» Бетельгейзе 2020 года
5. VII конференция Леопольдо Гарсия-Колин по математической по математической и экспериментальной физике, Мехико, 15-18 февраля 2020 г.
6. Перенос четвертой конференции им. Зельдовича, Минск, Беларусь
7. Поздравление профессора Нарека Саакяна, директора ICRANet Армения, включенного в список 100 лучших армянских исследователей, 6 марта 2020 г.
8. Недавние публикации

1. Статистика по COVID-19

Начиная с 15 апреля 2020, мы предлагаем всем членам ICRANet ежедневный отчет по распространению COVID-19: http://www.icranet.org/covid19-statistics. Данные по пандемии COVID-19 в различных странах, описывающиеся феноменологической логистической функцией. Эта функция используется в эпидемиологии и дает представление о динамике распространения вируса. Данные: Университет Джона Хопкинса. Заметим, что для расчета динамики заражений необходимы более детальные модели, учитывающие особые меры, введенные в различных странах.

Полное число подтвержденных случаев как функция времени по странам: 15.04.2020

2. Чернодырный квант

Аннотация статьи “The blackholic quantum” Дж. А. Руэды и Р. Руффини

Progress is being made at ICRANet towards a change of paradigm in black hole (BH) physics that explains how they can be the most powerful sources of energy emission in the Universe. The energy that can be "extracted" from a BH was established in a short period, from September 17, 1970, to March 11, 1971, in a series of papers published by D. Christodoulou, R. Ruffini and S.W. Hawking. Up to 29% of the BH mass-energy could be in principle extracted. This means that for a few solar masses, the amount of energy that it stores is of the order of 10⁵³ erg, and up to billion times bigger for the supermassive black holes harbored in the cores of some galaxies. The former energetic could explain the most powerful astrophysical sources in the sky, the gamma-ray bursts (GRBs), while the latter might explain the active galactic nuclei (AGN). However, the determination of a physical process that efficiently extracts the BH energy, has remained elusive for decades.

The new article by J. A. Rueda and R. Ruffini, "The blackholic quantum", published in The European Physical Journal C [1], makes a step forward the identification of such a physical process: it makes use of a rotating BH in presence of a magnetic field and ionized matter, conditions which are common in astrophysical environments. The rotation and the magnetic field induces an electric field (from which it is possible to define an effective BH charge) that accelerates the charged particles toward ultra-relativistic speeds in the BH surroundings, thence emitting high-energy radiation. In the article, the amount of energy of the BH that this acceleration process is able to take off, is established. The process is shown to occur in "elementary steps", each one radiating off a part of the BH energy and angular momentum. Indeed, it is shown that, as in the case of the quantum of energy of quantum mechanics, each elementary process takes off a specific amount of the BH energy, say E, that is expressible in the "quantum" form, E = ħ*Ω_eff, where Ωeff is an effective angular frequency that depends on the BH mass, angular momentum, the magnetic field strength, and fundamental constants such as the Planck mass and length. The timescale in which the elementary process occurs leads to an estimate of the luminosity of the process, which is applicable and it is shown to be in agreement, to the observed luminosities not only for GRBs but also for AGN, by duly scaling of the BH mass (from solar mass BH to billion mass one) and the strength (from tens of giga Gauss to tens of Gauss) of the surrounding magnetic field. The table shown below, reproduced from the publication, shows the obtained astrophysical quantities derivedfrom the "energy quantum" and the characteristic time of the elementary process. This mechanism, already recently applied to the case of GRB 130427A (see Table and Ref. [2] for details), paves the way towards the explanation of the recently observed emission in GRB 190114C, which not only radiates at GeV energies but also in the most-extreme TeV energy domain, as well as to the high-emission of AGN, such as the one at the center of M87.


The analogy with the quantum world does not end here, it is also shown that, by properly introducing the concept of "BH magneton", for the energy of the accelerated particles occurs an analogy with the Zeeman and Stark effects, scaled from microphysics to macrophysics. Furthermore, the application of the derived formulas to an electron, namely replacing the BH mass with the electron mass, it is shown that the effective BH charge, which depends on the magnetic moment of the exterior field and the BH angular momentum, becomes the electron's charge. Further consequences on theoretical physics aspects of these intriguing analogies are currently under study.

For more details, we refer to the published article [1].
[1] Rueda, J.A., Ruffini, R., "The blackholic quantum", Eur. Phys. J. C 80, 300 (2020). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-020-7868-z / ArXiv pre-print: https://arxiv.org/abs/1907.08066
[2] Ruffini, R., Rueda, J.A., Moradi, R., et al., "On teh GeV emission of the Type I BdHN GRB 130427A", The Astrophysical Journal 886, 82 (2019).

3. Две работы ученых ICRANet в рамках сотрудничества MAGIC

Статья, подготовленная сотрудниками MAGIC под названием «Мониторинг радиогалактики M 87 во время состояния с низким уровнем выбросов с 2012 по 2015 год с помощью MAGIC», была опубликована в MNRAS 8 января 2020 года.


M87 - это большая эллиптическая галактика, расположенная на расстоянии около 50 миллионов световых лет от Земли. Это очень интересный источник по разным причинам. Во-первых, мы можем сделать вывод о наличии в центре M87 объекта, общая масса которого примерно в 7 миллиардов раз превышает массу Солнца. Мы думаем, что такой объект - сверхмассивная черная дыра. Во-вторых, M87 окружен диском материи, который питает излучение частиц/излучения, которое мы можем обнаружить с Земли. Это излучение охватывает большой диапазон энергии, начиная от радиоволн (M87, известна как радиогалактика) до очень высокой энергии. В частности, часть этого излучения сосредоточена в паре узких струй, которые ускоряют частицы до очень высокой энергии. Изучая это излучение, мы можем лучше понять физику, которая управляет эволюцией M87 и других подобных объектов во вселенной. Более того, мы также можем проверить наше понимание физики в таком экстремальном сценарии. Наконец, поскольку M87 расположен относительно близко к Земле (это, действительно, самый близкий источник очень высокой энергии), он является удобной целью для таких сложных наблюдений.

Такие объекты, как M87, часто являются переменными, т.е. количество частиц/излучения, которое они испускают, изменяется со временем. Иногда они находятся в «высоком состоянии» (больше испускаемых частиц / энергии), а иногда в «низком». Более того, такое изменение в излучении может появляться при конкретных энергиях, но не при всех (например, мы могли видеть усиленное радиоизлучение, но постоянное испускание частиц при очень высоких энергиях и т.д.).

Телескопы MAGIC, пара черенковских телескопов, расположенных на Канарских островах Ла-Пальма, являются идеальным инструментом для изучения излучения М87 с очень высокой энергией. MAGIC использует атмосферу Земли в качестве огромного детектора: когда частицы высокой энергии достигают Земли, они взаимодействуют с атмосферой и производят флуоресцентный свет, который собирается зеркалами MAGIC шириной 17 метров и фокусируется на камере. Полученные таким образом данные тщательно анализируются, чтобы извлечь как можно больше информации об исходной частице. Чрезвычайно эффективным оказывается объединение информации об очень высокой энергии, полученной MAGIC, с наблюдениями других приборов при разных энергиях, поскольку разные энергии обычно связаны с разными фундаментальными процессами.

Вот почему между 2012 и 2015 годами MAGIC объединила свои усилия с другими инструментами (Fermi-LAT, Chandra, HST, EVN, VERA, VLBA и Ливерпульским телескопом) для регулярного мониторинга излучения M87 по всему его энергетическому спектру (от радио до очень высокой энергии). Еще одна цель наблюдений MAGIC заключалась в том, чтобы точно определить регион, в котором выделяются VHE. Эти комбинированные наблюдения вместе, например, с более поздними результатами телескопа «Горизонта событий», дают нам более полную картину M87 и процессов, которые она скрывает, и помогают нам в разработке и совершенствовании наших моделей этого захватывающего астрофизического объекта. Более подробная информация и технические результаты представлены в документе, недавно опубликованном в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Ссылки: https://arxiv.org/abs/2001.01643, https://doi.org/10.1093/mnras/staa014.


The paper "New Hard-TeV Extreme Blazars Detected with the MAGIC Telescopes" has been published in the Astrophysical Journal on 20 February 2020.

Extreme high-frequency-peaked BL Lac objects (EHBLs) are blazars that exhibit extremely energetic synchrotron emission. They also feature non thermal gamma-ray emission whose peak lies in the very high-energy (VHE, E > 100 GeV) range, and in some sources exceeds 1 TeV: this is the case for hard-TeV EHBLs such as 1ES 0229+200. With the aim of increasing the EHBL population, 10 targets were observed with the MAGIC telescopes from 2010 to 2017, for a total of 265 hr of good-quality data. The data were complemented by coordinated Swift observations. The X-ray data analysis confirms that all but two sources are EHBLs. The sources show only a modest variability and a harder-when-brighter behavior, typical for this class of objects. At VHE gamma-rays, three new sources were detected and a hint of a signal was found for another new source. In each case, the intrinsic spectrum is compatible with the hypothesis of a hard-TeV nature of these EHBLs. The broadband spectral energy distributions (SEDs) of all sources are built and modeled in the framework of a single-zone, purely leptonic model. The VHE gamma-ray-detected sources were also interpreted with a spine-layer model and a proton synchrotron model. The three models provide a good description of the SEDs. However, the resulting parameters differ substantially in the three scenarios, in particular the magnetization parameter. This work presents the first mini catalog of VHE gamma-ray and multi wave length observations of EHBLs.

Link: https://doi.org/doi:10.3847/1538-4365/ab5b98

4. «Падение и восхождение» Бетельгейзе 2020 года

C. Sigismondi, ICRA/Sapienza

Введение
Бетельгейзе, звезда- сверхгигант, альфа Ориона, является полурегулярной переменной звездой, обычно колеблющейся от 0 до 0,9 звездной величины. В 2019/2020 годах он достиг визуального минимума в 1,45 магнитуды около 11 февраля, а к 12 апреля он уже составляет 0,45 магнитуды. Внимание астрономического мира к этому явлению было закономерным, и шороко освещалось в средствах массовой информации, особенно в свете предположения о пред-сверхновой стадии.
Встреча 17 января 2020 года в ICRANet в Пескаре была организована для того, чтобы прокомментировать эти новости, и последние наблюдения показывают быстрое восстановление обычной яркости звезды, подробности по ссылке:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1281.


Визуальные наблюдения переменных звезд с 1997 года и сравнение с Мира Кита
6 декабря 2019 года, после более чем одного месяца облачных ночей над Римом, Бетельгейзе была оценена мной как 1,1 визуальной величины, получив самое низкое значение записей AAVSO. AAVSO - Американская Ассоциация Наблюдателей Переменных Звезд, которая имеет тысячи филиалов.
Во время научного визита в качестве члена ICRA в Фермилаб и ESO / Чили в 1999 году у меня была первая возможность наблюдать за Eta Carinae, звездой-сверхгигантом, которая в 1843 году имела вспышку отрицательной величины и стала второй звездой ночного неба. уступая лишь Сириусу и Канопусу. Это наблюдение было сделано в Сантьяго-де-Чили в штаб-квартире ESO, где я выступил с докладом о фермионах в ранней Вселенной, предмете моей первой докторской диссертации, и это стало поводом для того, чтобы стать участвующим наблюдателем AAVSO с кодом SGQ. Регистрация в интернете была сделана в бюро проф. Тейтельбоймом, который и пригласил меня.
В июле того же года (1999), когда Nova Aquilae 1999 была измерена в Пескаре в ICRANet, я получил подтвержденный диплом от Джанет Маттеи, бывшего директора AAVSO, безвременно ушедшего из жизни в 2004 году. Мой исследовательский проект в области переменных звезд начался в 1997 году, я изучал историю о Вифлеемской звезде, получив степень магистра богословия в Латеранском университете (Рим, 1998). Я исследовал гипотезу, что Мира Кита могла быть той звездой.
Мира близка к той позиции, где в 6-7 году до н.э. у Юпитера и Сатурна было тройное соединение, рассчитанное уже по Кеплеру в 1611 году. Кеплер добавил, что это соединение могло быть причиной новой звезды, которая должна была быть Вифлеемской звездой. Связь между Мирой и Вифлеемской звездой стала возможной благодаря моей серии наблюдений за Мирой в 1997 году, сделанных для понимания появления переменной звезды, и метода наблюдения невооруженным глазом (метод Аргеландера и коррекция воздушной массы). Этот доклад представляет мой 23-летний опыт наблюдения переменных звезд.
По случаю XIV конференции Марселя Гроссмана (MG14) в 2015 году и XV конференции Марселя Гроссмана (MG15) в 2018 году я представил два доклада, посвященных 1) первым 1000 наблюдениям; и 2) визуальным наблюдениям Бетельгейзе по сравнению с цифровыми данными V-диапазона, выполненными в Вене Вольфгангом Фольманом за тот же период времени: с 2011 года.

Исторический минимум
8 декабря Э. Гинань из Университета Вилланова начал серию Астрономических телеграмм, посвященных необычному исчезновению Бетельгейзе. Я присутствовал на там 29 декабря 2019 года, чтобы подготовить сообщение для arxiv.org, которое появилось 1 января 2020 года и посвященное историческому минимуму Бетельгейзе, который вот-вот закончится. Дата минимума была предсказана «к февралю» просто путем анализа последних 8 лет однородных наблюдений, сделанных мной и Фольманом (SGQ и VOL), уже опубликованных в трудах MG XIV и обновленных в конце 2019 года.

Встреча ICRANet по потускнению Бетельгейзе
Еще один повод для изучения поведения Бетельгейзе был создан благодаря взаимодействию, проведенному с Маргаритой Каровской из CfA Гарварда, которая прочитала мой препринт и прокомментировала его по электронной почте: мы решили организовать виртуальную встречу с наиболее известными итальянскими экспертами в области сверхновых и наблюдательной астрономии и директором AAVSO С. Кафкой. Встреча была организована в Пескаре, в ICRANet 17 января.
Моя первая цель состояла в том, чтобы напомнить, что Сверхновая является результатом коллапса ядра во время свободного падения, что для звезды из 12 массами Солнца не превышает нескольких десятков минут, а не месяцев, как сообщали новости из нескольких СМИ.
Чезаре Барбьери, Массимо Туратто и Паоло Очнер из Университета Падуи и Азиатско-Астрофизической обсерватории внесли свой вклад в эту успешную встречу под председательством проф. Руффини и меня.
2 февраля в бюллетене AGB отдела IAU по звездам с переменными значениями красного гиганта я отправил свой вклад в вопрос месяца «Когда взорвется Бетельгейзе?» 17 января.

Быстрый рост кривой блеска Бетельгейзе в марте-апреле 2020 года
31 марта я опубликовал Астрономическую телеграмму № 13601, касающуюся быстрого нарастания кривой блеска Бетельгейзе, которая уже достигла 0,02 величины в день и 0,9 визуальной величины, с увеличением на 0,55 величины с 11 февраля 2020 года, когда минимум был достигнут, до 1,45 визуальной величины Я написал, что если бы это была самая высокая скорость, она была бы разумной с максимальным значением около 0,4 с очень простой кинематической моделью: наибольшая скорость находится в центре колебаний.


Теперь, 12 апреля 2020 года, величина достигает уже 0,45 визуальной величины со средней скоростью роста 0,45 величины / 12 дней или 0,0375 величины / день в течение последних двух недель, см. Рис. 2. Простое расширение кинематической модели рассматривает этот центр как новый центр колебаний, но этого не может быть, имея в виду максимум отрицательной величины, который был бы действительно беспрецедентным.
Основная идея, предложенная Маргаритой Каровской с 1984 года и вновь рассмотренная во время нашей встречи ICRANet 17 января, заключается в том, что вокруг звезды есть пылевые облака, которые могут либо ослабить свет от фотосферы, либо рассеять ее посредством рассеяния в обратном направлении, когда облако за звездой. Наблюдения, которые будут выполнены в эти дни интерферометром ESO VLT, могут подтвердить эту гипотезу. Последние опубликованные, доступные в справочниках Астрономической телеграммы в моем # 13601, показывают Бетельгейзе как минимум, состоящую из фотосферы, разделенной на две области, одна из которых намного темнее другой, как за вышеупомянутым облаком выброса. Теперь это облако, возможно, движется к задней части звездной фотосферы, внося вклад в максимум, даже более яркий, чем обычные значения, и приближается к величине 0. Мы должны ожидать, что новые данные завершат этот замечательный цикл Бетельгейзе.

Выводы
Последние данные, которые я изложил в Астр. телеграмме # 13601, были получены в Риме, недалеко от Ватикана, с использованием техники наблюдений невооруженным глазом, разработанной в последние два десятилетия, чтобы решить проблему отсутствия соседних звезд для сравнения такой яркой переменной звезды. Дифференциальная фотометрия невозможна, и необходимо измерить различную высоту сравниваемых звезд, чтобы вычислить вклады массы воздуха для каждой звезды (Бетельгейзе, по сравнению с Поллуксом и Кастором во время минимальной фазы и по сравнению с Проционом и Альдебараном во время нынешней фазы или Проционом и Ригель во время максимумов).
Этот метод является основным в фотометрии, но он не упоминается в визуальных наблюдениях. Я сделал это с несколькими старшеклассниками из Рима и Пескары и изложил в специализированных публикациях.

Сслыки
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13601
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13525
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13512
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13501
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13439
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13410
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13365
http://www.astronomerstelegram.org/?read=13341
https://www.eso.org/public/videos/eso1121a/
https://www.youtube.com/watch?v=TWYBoIYVjkE
https://www.arxiv.org/abs/1912.12539
https://www.aavso.org/lcg с кодом наблюдения Alf Ori и SGQ для последних измерений

- Karovska, M. 1987, "Stellar Pulsation; Proceedings of the Conference held as a Memorial to John P. Cox", at the Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, Aug. 11-15, 1986. Lecture Notes in Physics, Vol. 274, edited by A. N. Cox, W. M. Sparks, and S. G. Starrfield. Springer-Verlag, Berlin, 1987., p.260
- Schaefer, B. E., Yes, Aboriginal Australians Can And Did Discover The Variability Of Betelgeuse, J. of Astron. History and Heritage, 21 (1), 7-12 (2018)
- Schaefer, B.E., 2013. The thousand star magnitudes in the catalogues of Ptolemy, Al Sufi, and Tycho are all corrected for atmospheric extinction. Journal for the History of Astronomy, 44, 47‒74.
- C. Sigismondi, Betelgeuse 2020 dimming: getting the minimum (preprint, Jan 20, 2020)
- C. Sigismondi, https://www.astro.keele.ac.uk/AGBnews No. 272 (1 March, 2020)

5. VII конференция Леопольдо Гарсия-Колин по математической и экспериментальной физике, Мехико, 15-18 февраля 2020 г.

С 15 по 18 февраля профессор Руффини, директор ICRANet, посетил El Colegio Nacional в Мехико (Мексика), поскольку его пригласили выступить с суперпленарной лекцией по случаю VII конференции Леопольдо Гарсии-Колина по математической и экспериментальной физике. В понедельник, 17 февраля, профессор Руффини выступил с докладом на тему «Обнаружение извлечения энергии дискретными чернодырными квантами " из черной дыры Керра в GRB 190114C».

Вот реферат: Спустя почти пятьдесят лет после статьи «Введение черной дыры» Руффини и Уилера и формулы массовой энергии черной дыры (ЧД) Кристодулу, Руффини и Хокинга, мы наконец можем утверждать, что наблюдали момент рождения ЧД в BdHN I GRB 190114C с соответствующим процессом извлечения энергии вращения. Предсказанные свойства BdHN I теперь наблюдаются как в этом источнике, так и в GRB 130427A, в GRB 160509A и в GRB 160625B. Первое появление Сверхновой, повышение SN, запускающее BdHN, было идентифицировано и следовало вплоть до появления оптической сверхновой. Начало излучения ГэВ, совпадающее с образованием ЧД, выявило самоподобные структуры во временном спектральном анализе всех источников. Следовательно, мы находим доказательства квантованных дискретных излучений во всех источниках, с квантами энергии 1037 эрг и временем повторения 10-14 с. Гамма-всплески являются наиболее сложными системами, когда-либо успешно проанализированными в физике и астрофизике, и они вполне могут играть роль в появлении жизни в Космосе. Эти результаты стали возможными благодаря длительной теоретической деятельности, всестороннему беспрецедентному анализу данных высокого качества, наблюдательным усилиям мульти-мессенджеров со стороны астрономических, физических и космических исследовательских сообществ. Эти наблюдательные усилия воплощены в оригинальных спутниках Vela, космической миссии NASA Compton (CGRO), итало-голландском спутнике Beppo SAX, российском спутнике Konus Wind, спутнике Niels-Gehrels SWIFT НАСА, итальянском спутнике AGILE, НАСА Миссия FERMI и совсем недавно китайском спутнике HXMT. Этим космическим наблюдениям помогали радио и оптические средства наблюдения, столь же выдающиеся средства наблюдения с земли.

Рис. 6: Проф. Руффини во время своей суперпленарной лекции на конференции Леопольдо Гарсии-Колина по математической и экспериментальной физике в Мехико (Мексика), 17 февраля 2020 г.

Рис. 7: Профессор Альфредо Масиас представляет профессора Руффини в El Colegio Nacional.

Для видео презентации профессора Руффини: https://www.youtube.com/watch?v=m532c7iFE60

6. Перенос четвертой конференции им. Зельдовича, Минск, Беларусь

Ввиду нынешней ситуации в мире, вызванной коронавирусом COVID-19, Оргкомитет 4-ой встречи им. Зельдовича принял решение отложить проведение конференции, ранее намеченной на 20-24 апреля 2020 года в Минске (Беларусь). Новые предварительные даты встречи - 7-11 сентября 2020 года. Мы надеемся, что приглашенные докладчики, а также другие участники будут иметь возможность выступить и в эти новые даты.
Более подробная информация будет сообщена на сайте конференции:
http://www.icranet.org/zeldovich4

7. Поздравление профессора Нарека Саакяна, директора ICRANet Армения, включенного в список 100 лучших армянских исследователей, 6 марта 2020 г.

Приятно сообщить, что профессор Нарек Саакян, директор ICRANet Армения, был включен в список 100 лучших исследователей Армении. 6 марта 2020 года министерство образования, науки, культуры и спорта Армении, как и каждый год, опубликовало список 100 самых активных и продуктивных армянских исследователей во всех дисциплинах (названных «Toп 100»), основанный на публикациях предыдущих 10 лет, количестве цитирований и т.д. Проф. Саакян был включен в этот список. Официальное объявление см. по ссылке (на армянском): http://scs.am/am/06-03-2020

8. Недавние публикации

J. A. Rueda and R. Ruffini, The blackholic quantum, European Physical Journal C, 80, 300 (2020).
We show that the high-energy emission of GRBs originates in the "inner engine": a Kerr black hole (BH) surrounded by matter and a magnetic field B0. It radiates a sequence of discrete events of particle acceleration, each of energy ε=ℏΩ_eff, the "blackholic quantum", where Ω_eff=4(m_Pl/m_n)⁸(ca/GM)(B²₀/ρ_Pl)Ω₊. Here M, a=J/M, Ω₊=c²∂M/∂J=(c²/G)a/(2Mr₊) and r₊ are the BH mass, angular momentum per unit mass, angular velocity and horizon; m_n is the neutron mass, m_Pl, λ_Pl=ℏ/(m_Plc) and ρ_Pl=m_Plc²/λ³_Pl, are the Planck mass, length and energy density. The timescale of each process is τel∼Ω⁻¹₊. We show an analogy with the Zeeman and Stark effects, properly scaled from microphysics to macrophysics, that allows us to define the "BH magneton", μ_BH=(m_Pl/m_n)⁴(ca/GM)eℏ/(Mc). We give quantitative estimates for GRB 130427A adopting M=2.3M_⊙, ca/(GM)=0.3 and B₀=2.9×10¹⁴ G. Each emitted "quantum", ε∼10⁴⁴ erg, extracts only 10⁻⁹ times the BH rotational energy, guaranteeing that the process can be repeated for thousands of years. The "inner engine" can also work in AGN as we here exemplified for the supermassive BH at the center of M87.
Links: https://arxiv.org/abs/1907.08066,
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-020-7868-z.


J. A. Rueda, R. Ruffini, M. Karlica, R. Moradi, Y. Wang, Magnetic Fields and Afterglows of BdHNe: Inferences from GRB 130427A, GRB 160509A, GRB 160625B, GRB 180728A and GRB 190114C, accepted for publication in The Astrophysical Journal.
GRB 190114C is the first binary-driven hypernova (BdHN) fully observed from the initial supernova appearance to the final emergence of the optical SN signal. It offers an unprecedented testing ground for the BdHN theory and it is here determined and further extended to additional gamma-ray bursts (GRBs). BdHNe comprise two subclasses of long GRBs with progenitors a binary system composed of a carbon-oxygen star (CO_core) and a neutron star (NS) companion. The CO_core explodes as a SN leaving at its center a newborn NS (νNS). The SN ejecta hypercritically accretes both on the νNS and the NS companion. BdHNe I are the tightest binaries where the accretion leads the companion NS to gravitational collapse into a black hole (BH). In BdHN II the accretion onto the NS is lower, so there is no BH formation. We observe the same structure of the afterglow for GRB 190114C and other selected examples of BdHNe I (GRB 130427A, GRB 160509A, GRB 160625B) and for BdHN II (GRB 180728A). In all the cases the explanation of the afterglow is reached via the synchrotron emission powered by the νNS: their magnetic fields structures and their spin are determined. For BdHNe I, we discuss the properties of the magnetic field embedding the newborn BH, inherited from the collapsed NS and amplified during the gravitational collapse process, and surrounded by the SN ejecta.
Link: https://arxiv.org/abs/1905.11339


De Lima, Rafael C. R.; Coelho, Jaziel G.; Pereira, Jonas P.; Rodrigues, Claudia V.; Rueda, Jorge A., Evidence for a Multipolar Magnetic Field in SGR J1745-2900 from X-Ray Light-curve Analysis, published in The Astrophysical Journal, Volume 889, Issue 2, id.165, on February 4, 2020.
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.
Link: https://arxiv.org/abs/1912.12336


Loppini A, Cherubini C, Bertolaso M, Filippi S., Breaking down calcium timing in heterogenous cells populations, published in BIOSYSTEMS, vol. 191-192, p. 1-7, ISSN: 0303-2647.
Calcium controls a large number of cellular processes at different scales. Decades of studies have pointed out the importance of calcium signaling in regulating differentiation, apoptosis, mitosis and functions such as secretion, muscle contraction and memory. The space-time structure of calcium signaling is central to this complex regulation. In particular, cells within organisms behave as clocks beating their own biological time, although in several cases they can synchronize across long distances leading to an emergent space-time dynamics which is central for single cell and organ functioning. We use a mathematical model built on published experimental data of hepatic non-excitable cells, analyzing emerging calcium dynamics of cells clusters composed both of normally functioning cells and pathological aggregates. Calcium oscillations are investigated by varying the severity of dysfunction and size of pathological aggregate. We show how strong and localized heterogeneity in cellular properties can profoundly alter organized calcium dynamics leading to sub-populations of cells which create their own coordinated dynamical organization. Our simulations of Ca²⁺ signals reveal how cell behaviors differ and are related to intrinsic time signals. Such different cells clusters dynamically influence each other so that non-physiological although organized calcium patterns are generated. This new reorganization of calcium activity may possibly be a precursor of cancer initiation.
Link: https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2020.104117


MAGIC Collaboration; Acciari, V. A.; Ansoldi, S.; Antonelli, L. A.; Arbet Engels, A.; Arcaro, C.; Baack, D.; Babić, A.; Banerjee, B.; Bangale, P.; Barres de Almeida, U.; Barrio, J. A.; Becerra González, J.; Bednarek, W.; Bellizzi, L.; Bernardini, E.; Berti, A.; Besenrieder, J.; Bhattacharyya, W.; Bigongiari, C. Biland, A.; Blanch, O.; Bonnoli, G.; Bošnjak, Ž.; Busetto, G.; Carosi, R.; Ceribella, G.; Chai, Y.; Chilingaryan, A.; Cikota, S.; Colak, S. M.; Colin, U.; Colombo, E.; Contreras, J. L.; Cortina, J.; Covino, S.; D'Elia, V.; da Vela, P.; Dazzi, F.; de Angelis, A.; de Lotto, B.; Delfino, M.; Delgado, J.; Depaoli, D.; di Pierro, F.; di Venere, L.; Do SoutoEspiñeira, E.; Dominis Prester, D.; Donini, A.; Dorner, D.; Doro, M.; Elsaesser, D.; Fallah Ramazani, V.; Fattorini, A.; Fernández-Barral, A.; Ferrara, G.; Fidalgo, D.; Foffano, L.; Fonseca, M. V.; Font, L.; Fruck, C.; Fukami, S.; García López, R. J.; Garczarczyk, M.; Gasparyan, S.; Gaug, M.; Giglietto, N.; Giordano, F.; Godinović, N.; Green, D.; Guberman, D.; Hadasch, D.; Hahn, A.; Herrera, J.; Hoang, J.; Hrupec, D.; Hütten, M.; Inada, T.; Inoue, S.; Ishio, K.; Iwamura, Y.; Jouvin, L.; Kerszberg, D.; Kubo, H.; Kushida, J.; Lamastra, A.; Lelas, D.; Leone, F.; Lindfors, E.; Lombardi, S.; Longo, F.; López, M.; López-Coto, R.; López-Oramas, A.; Loporchio, S.; Machado de Oliveira Fraga, B.; Maggio, C.; Majumdar, P.; Makariev, M.; Mallamaci, M.; Maneva, G.; Manganaro, M.; Mannheim, K.; Maraschi, L.; Mariotti, M.; Martínez, M.; Masuda, S.; Mazin, D.; Mićanović, S.; Miceli, D.; Minev, M.; Miranda, J. M.; Mirzoyan, R.; Molina, E.; Moralejo, A.; Morcuende, D.; Moreno, V.; Moretti, E.; Munar-Adrover, P.; Neustroev, V.; Nigro, C.; Nilsson, K.; Ninci, D.; Nishijima, K.; Noda, K.; Nogués, L.; Nöthe, M.; Nozaki, S.; Paiano, S.; Palacio, J.; Palatiello, M.; Paneque, D.; Paoletti, R.; Paredes, J. M.; Peñil, P.; Peresano, M.; Persic, M.; Prada Moroni, P. G.; Prandini, E.; Puljak, I.; Rhode, W.; Ribó, M.; Rico, J.; Righi, C.; Rugliancich, A.; Saha, L.; Sahakyan, N.; Saito, T.; Sakurai, S.; Satalecka, K.; Schmidt, K.; Schweizer, T.; Sitarek, J.; Šnidarić, I.; Sobczynska, D.; Somero, A.; Stamerra, A.; Strom, D.; Strzys, M.; Suda, Y.; Surić, T.; Takahashi, M.; Tavecchio, F.; Temnikov, P.; Terzić, T.; Teshima, M.; Torres-Albà, N.; Tosti, L.; Tsujimoto, S.; Vagelli, V.; van Scherpenberg, J.; Vanzo, G.; Acosta, M. Vazquez; Vigorito, C. F.; Vitale, V.; Vovk, I.; Will, M.; Zarić, D.; Asano, K.; Hada, K.; Harris, D. E.; Giroletti, M.; Jermak, H. E.; Madrid, J. P.; Massaro, F.; Richter, S.; Spanier, F.; Steele, I. A.; Walker, R. C., Monitoring of the radio galaxy M 87 during a low-emission state from 2012 to 2015 with MAGIC, published on Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 492, Issue 4, p.5354-5365.
M 87 is one of the closest (z = 0.004 36) 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 broad-band 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 multiwavelength 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 2012-2015M 87 campaign is consistent with a constant flux with some hint of variability (∼ 3 σ) on a daily time-scale in 2013. The low-state gamma-ray emission likely originates from the same region as the flare-state emission. Given the broad-band SED, both a leptonic synchrotron self-Compton and a hybrid photohadronic 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


Acciari, V. A.; Ansoldi, S.; Antonelli, L. A.; Engels, A. Arbet; Asano, K.; Baack, D.; Babić, A.; Banerjee, B.; de Almeida, U. Barres; Barrio, J. A.; González, J. Becerra; Bednarek, W.; Bellizzi, L.; Bernardini, E.; Berti, A.; Besenrieder, J.; Bhattacharyya, W.; Bigongiari, C.; Biland, A.; Blanch, O. Bonnoli, G.; Bošnjak, Ž.; Busetto, G.; Carosi, R.; Ceribella, G.; Cerruti, M.; Chai, Y.; Chilingaryan, A.; Cikota, S.; Colak, S. M.; Colin, U.; Colombo, E.; Contreras, J. L.; Cortina, J.; Covino, S.; D'Elia, V.; Vela, P. Da; Dazzi, F.; Angelis, A. De; Lotto, B. De; Delfino, M.; Delgado, J.; Depaoli, D.; Pierro, F. Di; Venere, L. Di; SoutoEspiñeira, E. Do; Prester, D. Dominis; Donini, A.; Dorner, D.; Doro, M.; Elsaesser, D.; Ramazani, V. Fallah; Fattorini, A.; Ferrara, G.; Fidalgo, D.; Foffano, L.; Fonseca, M. V.; Font, L.; Fruck, C.; Fukami, S.; López, R. J. García; Garczarczyk, M.; Gasparyan, S.; Gaug, M.; Giglietto, N.; Giordano, F.; Godinović, N.; Green, D.; Guberman, D.; Hadasch, D.; Hahn, A.; Herrera, J.; Hoang, J.; Hrupec, D.; Hütten, M.; Inada, T.; Inoue, S.; Ishio, K.; Iwamura, Y.; Jouvin, L.; Kerszberg, D.; Kubo, H.; Kushida, J.; Lamastra, A.; Lelas, D.; Leone, F.; Lindfors, E.; Lombardi, S.; Longo, F.; López, M.; López-Coto, R.; López-Oramas, A.; Loporchio, S.; de Oliveira Fraga, B. Machado; Maggio, C.; Majumdar, P.; Makariev, M.; Mallamaci, M.; Maneva, G.; Manganaro, M.; Mannheim, K.; Maraschi, L.; Mariotti, M.; Martínez, M.; Mazin, D.; Mićanović, S.; Miceli, D.; Minev, M.; Miranda, J. M.; Mirzoyan, R.; Molina, E.; Moralejo, A.; Morcuende, D.; Moreno, V.; Moretti, E.; Munar-Adrover, P.; Neustroev, V.; Nigro, C.; Nilsson, K.; Ninci, D.; Nishijima, K.; Noda, K.; Nogués, L.; Nozaki, S.; Paiano, S.; Palatiello, M.; Paneque, D.; Paoletti, R.; Paredes, J. M.; Peñil, P.; Peresano, M.; Persic, M.; Moroni, P. G. Prada; Prandini, E.; Puljak, I.; Rhode, W.; Ribó, M.; Rico, J.; Righi, C.; Rugliancich, A.; Saha, L.; Sahakyan, N.; Saito, T.; Sakurai, S.; Satalecka, K.; Schmidt, K.; Schweizer, T.; Sitarek, J.; Šnidarić, I.; Sobczynska, D.; Somero, A.; Stamerra, A.; Strom, D.; Strzys, M.; Suda, Y.; Surić, T.; Takahashi, M.; Tavecchio, F.; Temnikov, P.; Terzić, T.; Teshima, M.; Torres-Albà, N.; Tosti, L.; Vagelli, V.; Scherpenberg, J. van; Vanzo, G.; Acosta, M. Vazquez; Vigorito, C. F.; Vitale, V.; Vovk, I.; Will, M.; Zarić, D.; Arcaro, C.; Carosi, A.; D'Ammando, F.; Tombesi, F.; Lohfink, A., New Hard-TeV Extreme Blazars Detected with the MAGIC Telescopes, published on The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 247, Issue 1, id.16.
Extreme high-frequency-peaked BL Lac objects (EHBLs) are blazars that exhibit extremely energetic synchrotron emission. They also feature nonthermal gamma-ray emission whose peak lies in the very high-energy (VHE, E > 100 GeV) range, and in some sources exceeds 1 TeV: this is the case for hard-TeV EHBLs such as 1ES 0229+200. With the aim of increasing the EHBL population, 10 targets were observed with the MAGIC telescopes from 2010 to 2017, for a total of 265 hr of good-quality data. The data were complemented by coordinated Swift observations. The X-ray data analysis confirms that all but two sources are EHBLs. The sources show only a modest variability and a harder-when-brighter behavior, typical for this class of objects. At VHE gamma-rays, three new sources were detected and a hint of a signal was found for another new source. In each case, the intrinsic spectrum is compatible with the hypothesis of a hard-TeV nature of these EHBLs. The broadband spectral energy distributions (SEDs) of all sources are built and modeled in the framework of a single-zone, purely leptonic model. The VHE gamma-ray-detected sources were also interpreted with a spine-layer model and a proton synchrotron model. The three models provide a good description of the SEDs. However, the resulting parameters differ substantially in the three scenarios, in particular the magnetization parameter. This work presents the first mini catalog of VHE gamma-ray and multiwavelength observations of EHBLs.
Link: https://doi.org/10.3847/1538-4365/ab5b98


Paiani et al., The redshift and the host galaxy of the neutrino candidate 4FGL J0955.1+3551 (3HSP J095507.9+355101), accepted by MNRAS.
The BL Lac object 4FGLJ0955.1+3551 has been suggested as a possible source of ultra energetic neutrinos detected by the Icecube observatory. The target was observed in January 2020 at the Large Binocular Telescope. Our spectroscopy (4100-8500 Ang) yields a firm redshift z = 0.557 as deduced by the absorption lines of the host galaxy. The upper limit of the minimum equivalent width on emission lines is 0.3 Ang. From the source image we are able to resolve the host galaxy for which we measure an absolute magnitude M(R) = -22.9 and Re = 8 kpc, that is values which are typical of the host galaxies of BL Lacs.
Link: https://arxiv.org/abs/2003.03634


She-Sheng Xue,Cosmological constant, matter, cosmic inflation and coincidence, Modern Physics Letters A (2020), 2050123 (13 pages).
We present a possible understanding to the issues of cosmological constant, inflation, dark matter and coincidence problems based only on the Einstein equation and Hawking particle production. The inflation appears and results agree to observations. The CMB large-scale anomaly can be explained and the dark-matter acoustic wave is speculated. The entropy and reheating are discussed. The cosmological term Ω_Λ tracks down the matter Ω_M until the radiation-matter equilibrium, then slowly varies, thus the cosmic coincidence problem can be avoided. The relation between Ω_Λ and Ω_M is shown and can be examined at large redshifts.
Link: https://doi.org/10.1142/S0217732320501230