ICRANet Newsletter

Bulletin ICRANet
Février/Mars 2021

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RÉSUMÉ
1. Astronomers get their First Look at the Dynamics of the Base of a Relativistic Jet
2. Le seizième Marcel Grossmann Meeting virtuel (MG16), 5-9 Juillet 2021
3. Inauguration du centre ICRANet Mazandaran, 28 Février 2021
4. Nouveau Protocol de Coopération entre ICRA-ICRANet et Université d'Alzahra, 9 Février 2021
5. Renouvellement de 3 Accords de Coopération d'ICRANet en Iran
6. Nouveau protocole d'entente et Accord de Coopération en Astrophysique Relativiste entre l'ICRA et l'université de Sciences et Technologie de Chine (USTC), 16 Mars 2021
7. Protocol de Coopération entre l'ICRANet et l'Institut astronomique d'Ouzbékistan Ulugh Beg de l'Académie des Sciences d'Ouzbékistan (UBAI), March 26, 2021
8. 43° COSPAR Scientific Assembly meeting (online), 28 Janvier - 4 Février 2021
9. Séminaire du Prof. Ruffini pour Space Science at Drop tower, ZARM Brême (Allemagne), 8 Mars 2021
10. Rencontres de Moriond on Gravitation (session poster), 9-11 Mars 2021
11. Nouveaux résultats sur AXP 4U 01242+61 de la collaboration entre l'ICRANet et l'ITA
12. Publications récentes

1. Astronomers get their First Look at the Dynamics of the Base of a Relativistic Jet

Synopsis of the Astrophysical Journal paper "Observing the Time Evolution of the Multi-Component Nucleus of 3C 84" by Brian Punsly, Hiroshi Nagai, Tuomas Savolainen and Monica Orienti.
Relativistic astrophysical jets are some of the most energetic objects in the Universe. They are driven by compact objects, primarily black holes. The jets from the supermassive black holes can have powers >10⁴⁰ Watts and last for a million years. They are intense pencil beams of energy that terminate in enormous plume or lobe, an order of magnitude larger than the largest galaxies. The bases of the jets, where the jets originate, are too small to be within the reach of modern telescopes. Thus, the Event Horizon Telescope (EHT) that can image the base of the jet in the nearby galaxy, M87. The observations are so difficult, that we are lucky to have one successful observation every few years. Thus, one cannot track the dynamics of the base of the jet over time scales of weeks to a year when all the significant changes occur.
Consequently, a team of astronomers looked to the nearby extragalactic radio source 3C 84 that is much brighter than M87 to glimpse the dynamics of a jet near its source for the first time. They were able to use a high efficiency global network of telescopes, the Very Long Baseline Array, that is operated by National Radio Astronomy Observatory. This telescope can efficiently observe on a regular basis, but with a resolution of only 25% of EHT. The fact that 3C 84 is the brightest extragalactic object in the sky at the observed frequency allows for very high signal to noise and the use of novel high resolution data reduction schemes invented for this purpose. ICRANet astrophysicist, Brian Punsly, patiently waited throughmany years of monthly monitoring until the base of the of the southerly directed jet started to evolve. Over twenty months, the central engine ejected a high energy plasma source to the east not the south - perpendicular to the pencil beam jet! Not only that it moved at only 9% of the speed of light, very slow by relativistic standards. Now that we can see the base of the jets, we can intelligently describe their genesis in the future.


Brian Mathew Punsly from Mathew California University, Los Angeles USA is a member of ICRANet Faculty Staff.
Link to the article: https://arxiv.org/abs/2102.07272

2. Le seizième Marcel Grossmann Meeting virtuel (MG16), 5-9 Juillet 2021

Le seizième Marcel Grossmann Meeting on Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics and Relativistic Field Theories (MG16), aura lieu virtuellement de Lundi 5 à Vendredi 9 Juillet 2021.
Ce meeting est organisé par l'ICRA (Rome, Italie), l'ICRANet (Pescara, Italie) et par les centres associés d'ICRANet, y inclus celui à Erevan, Arménie; à Minsk, Belarus; à Rio de Janeiro, Brésil; auprès de l'USTC, Chine; à Isfahan, Iran; auprès de l'Université de Stanford et de l'Université de l'Arizona, USA.
Pendant cette conférence online de 5 jours, seront adressés plusieurs sujets pendant des sessions plénières et parallèles. Chaque jour de meeting, il y auront 3 blocs de program de 3 heures chacun: à tour de rôle, il y aura un bloc pour les sessions plénières et deux pour celles parallèles, afin d'adresser les trois majeur fuseaux horaires continentaux:
Heure d'été d'Europe centrale:
Bloc 1: 6:30-9:30
Bloc 2: 9:30-12:30
Blocco 3: 16:30-19:30

La première session plénière commencera à 9:30 du Lundi, la deuxième à 16:30 du Mardi, la troisième à 6:30 du Mercredi et ainsi de suite. Les enregistrements des sessions plénières seront disponibles depuis le jour suivant sur YouTube. Chaque bloc aura 10 sessions qui se déroulent parallèlement et chaque session aura 9 exposés.
Le site web du meeting MG16 est http://www.icra.it/mg/mg16. Toutes les informations concernant les programs des sessions plénières et parallèles, ainsi que la registration et la soumission des abstracts sont disponibles sur la plateforme Indico au lien suivant: https://indico.icranet.org/event/1/. Pour participer à la conférence, on Vous pries de Vous enregistrer soit sur le site Indico que à la conférence MG16:
Enregistrement à la plateforme Indico: https://indico.icranet.org/register/
Enregistrement à la conférence MG16: https://indico.icranet.org/event/1/registrations/
Une fois enregistrés, Vous serez dans notre base de donnés et recevrez tous les communications nécessaires concernant la conférence.

Les dates importantes pour le meeting sont:
* 15 Mars 2021: ouverture des enregistrements
* 15 Avril 2021: ouverture de la soumission des abstract
* 15 Mai 2021: clôture des enregistrements
* 15 Juin 2021: clôture de la soumission des abstracts

Frais d'inscription:
* Regular fee: 150 Euro (jusqu'au 1 Avril) - reporté au 15 Avril
* Late fee: 250 Euro (après le 15 Avril)
* Reduced fee: 50 Euro (pour les étudiants, les scientifiques à la retraite et les auditeurs jusqu'au 1 Avril) - reporté au 15 Avril
* Late Reduced fee: 80 Euro (pour les étudiants, les scientifiques à la retraite et les auditeurs après le 15 Avril)

Pour toute autre information ou requête, veuillez contacter mg16[AT]icranet.org

3. Inauguration du centre ICRANet Mazandaran, 28 Février 2021

C'est avec plaisir que nous annonçons que le Samedi 28 Février 2021, le centre ICRANet auprès de l'Université de Mazandaran - UMZ (Iran) à été inauguré. C'est le deuxième centre ICRANet en Iran. A la cérémonie d'inauguration ont participé le Dr. Kourosh Nozari, Professeur en Physique et Président de l'Université de Mazandaran, et le Dr. Behzad Eslampanah, Professeur en Phtisique à l'Université de Mazandaran.
Pendent un meeting qui a eu lieu dans le Bureau pour la Coopération international et scientifique (OISC), le Président Nozari, a réaffirmé l'importance d'ICRANet comme centre de recherche qui peut jouer un rôle fondamentale dans l'encouragement de la recherche en Physique dans l'Université et dans le pays entier. Il a aussi accueilli toutes les possibles formes de collaboration académique entre l'ICRANet et l'UMZ, en se disant prêt pour renforcer encor plus la collaboration bilatérale avec l'ICRANet.


Pour le communiqué de presse (en Anglais), consultez le site officiel de l'Université de Mazandaran:
http://en.int.umz.ac.ir/index.aspx?siteid=122&fkeyid=&siteid=122&pageid=13816&newsview=26386.

4. Nouveau Protocol de Coopération entre ICRA-ICRANet et Université d'Alzahra, 9 Février 2021

Le 9 Février 2021 a été signé un Accord de Coopération scientifique entre l'ICRA, l'ICRANet et l'Université d'Alzahra (Iran) par le Dr. Mahnaz Molanazari (Directeur de l'Université d'Alzahra), par le Prof. Mohammad Taghi Mirtorabi (Professeur associé, Département de Physique et Chimique de l'Université d'Alzahra), par le Prof. Remo Ruffini (Président ICRA et Directeur d'ICRANet) et par le Prof. Jorge A. Rueda (Professeur de la Faculté d'ICRANet). Les principales activités conjointes qui seront développées dans le cadre de cet accord comptent: la promotion des activités de recherche et d'observation dans le champ de l'astrophysique relativiste; la collaboration entre des membres de la Faculté, des chercheurs, des post-doctorat fellows et des étudiants; l'organisation de séminaires, conférences, workshops, cours de formations et de recherche, et publications conjointes. L'accord demeurera valide pour 5 années.
Pour consulter le texte de l'accord (en Anglais et en Persan): http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1360

5. Renouvellement de 3 Accords de Coopération d'ICRANet en Iran

Renouvellement du Protocol de Coopération entre l'lCRANet et l'Université technologique d'Isfahan (IUT), 26 Février 2021


Le 26 Février 2021 a été renouvelé le Protocol de Coopération entre l'ICRANet et l'Université technologique d'Isfahan - IUT (Iran). Le renouvellement a été signé par le Prof. Sayyed Mahdi Abtahi (Président de l'IUT) et par le Prof. Remo Ruffini (Directeur d'ICRANet). Cet accord demeurera valide pour 5 années et les principales activités conjointes qui seront développées dans le cadre de cet accord comptent: la promotion des activités de recherche et d'observation dans le champ de l'astrophysique relativiste; la collaboration entre des membres de la Faculté, des chercheurs, des post-doctorat fellows et des étudiants; l'organisation de séminaires, conférences, workshops, cours de formations et de recherche, et publications conjointes.
Pour consulter le texte de l'accord:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1059
Pour la newsletter de l'IUT sur ce sujet (en Anglais):
https://internationalnews.iut.ac.ir/book_treasure.php?mod=viewbook&book_id=31&slc_lang=en&sid=1


Renouvellement du Protocol de Coopération entre l'lCRANet et l'Institut d'études supérieures en sciences fondamentales (IASBS), 1 Mars 2021


Le 1 Mars 2021, a été renouvelé le Protocol de Coopération entre l'ICRANet et l' Institut d'études supérieures en sciences fondamentales - IASBS (Iran). Le renouvellement a été signé par le Prof. Babak Karimi (Président IASBS) et par le Prof. Remo Ruffini (Directeur d'ICRANet). Cet accord demeurera valide pour 5 années et les principales activités conjointes qui seront développées dans le cadre de cet accord comptent: la promotion des activités de recherche et d'observation dans le champ de l'astrophysique relativiste; la collaboration entre des membres de la Faculté, des chercheurs, des post-doctorat fellows et des étudiants; l'organisation de séminaires, conférences, workshops, cours de formations et de recherche, et publications conjointes.
Pour consulter le texte de l'accord:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1058


Renouvellement de l'Accord ICRANet - Université de Chiraz, 5 Mars 2021


Le 5 Mars 2021, a été renouvelé l'Accord de Coopération entre l'ICRANet et l' Université de Chiraz (Iran). Le renouvellement a été signé par le Prof. Dr. Hamid Nadgaran (Chancelier de l'Université de Chiraz) et par le Prof. Remo Ruffini (Directeur d'ICRANet). T Cet accord demeurera valide pour 5 années et les principales activités conjointes qui seront développées dans le cadre de cet accord comptent: la promotion des activités de recherche et d'observation dans le champ de l'astrophysique relativiste; la collaboration entre des membres de la Faculté, des chercheurs, des post-doctorat fellows et des étudiants; l'organisation de séminaires, conférences, workshops, cours de formations et de recherche, et publications conjointes.
Pour consulter le texte de l'accord:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1062

6. Nouveau protocole d'entente et Accord de Coopération en Astrophysique Relativiste entre l'ICRA et l'université de Sciences et Technologie de Chine (USTC), 16 Mars 2021

Le 16 Mars 2021, l'ICRA (Centre international d'Astrophysique relativiste) a signé un Protocole d'entente et un Accord pour la coopération en Astrophysique relativiste avec l'Université de Sciences et Technologie de Chine (USTC). Les deux documents ont été signés par le Prof. Yuao Chen (Doyen de l'Ecole de Sciences physiques) et par le Prof. Remo Ruffini (Président ICRA et Directeur d'ICRANet).
Le but soit de l'Accord de coopération que du Protocole d'entente est la collaboration dans la recherché et l'éducation dans le domaine de l'Astrophysique relativiste. La collaboration dans ce domaine sera réalisé à travers l'échange et la visite des Professeurs de la Faculté, ainsi qu'à travers l'implémentation de programmes conjoints d'éducation et recherche. Les deux institutions s'engagent pour collaborer sur l'enseignement supérieur dans le domaine de l'Astrophysique relativiste et chaque partie peut nominer annuellement jusqu'à 5 étudiants comme candidats au programme: ces étudiants obtiendrons d'abord le titre nécessaire ainsi que la formation professionnelle auprès de l'USTC, et après ils seront sélectionnés pour se rendre à l'ICRA pour des projets conjoints avec la participation au courses pertinents, si nécessaire. Tous les deux documents demeureront valides pour 5 années.
Pour consulter le texte de l'Accord pour la coopération en Astrophysique relativiste: http://www.icranet.org/documents/agreementICRA-USTC.pdf
Pour le texte du Protocole d'entente: http://www.icranet.org/documents/mouICRA-USTC.pdf

7. Protocol de Coopération entre l'ICRANet et l'Institut astronomique d'Ouzbékistan Ulugh Beg de l'Académie des Sciences d'Ouzbékistan (UBAI), March 26, 2021

Le 26 Mars 2021 a été signé un Protocol de Coopération entre l'ICRANet et l' Institut astronomique d'Ouzbékistan Ulugh Beg de l'Académie des Sciences d'Ouzbékistan (UBAI). Le document a été signé par le Prof. Shuhrat Ehgamberdiev (Directeur of UBAI), par le Prof. Bobomurat Ahmedov (UBAI), par le Prof. Remo Ruffini (Directeur d'ICRANet) et par le Prof. Jorge A. Rueda (Professeur de la Faculté d'ICRANet). Les principales activités conjointes qui seront développées dans le cadre de cet accord comptent: la promotion des activités de recherche et d'observation dans le champ de l'astrophysique relativiste; la collaboration entre des membres de la Faculté, des chercheurs, des post-doctorat fellows et des étudiants; l'organisation de séminaires, conférences, workshops, cours de formations et de recherche, et publications conjointes. L'accord demeurera valide pour 5 années.
Pour consulter le texte de l'accord:
http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1362

8. 43° COSPAR Scientific Assembly meeting (online), 28 Janvier - 4 Février 2021

Le 43° COSPAR Scientific Assembly meeting a eu lieu virtuellement du 28 Janvier au 4 Février 2021. Le 3 Février, le Prof. Ruffini, Directeur d'ICRANet, a donné une conférence titré "On the energy extraction from a Kerr Black Hole by Blackholic quanta in GRBs and AGNs".
Voici l'abstract: Almost fifty years after the paper "Introducing the Black Hole" by Ruffini and Wheeler and the Black Hole (BH) mass energy formula by Christodoulou, Ruffini and Hawking, we can finally assert that we have been observing the moment of creation of a BH in the BdHN I in GRB 190114C, GRB 130427A, GRB 160509A and GRB 160625B, with the corresponding rotational energy extraction process. The first appearance of the Supernova, the SN-rise, triggering the BdHN has been identified. The hypercritical accretion on the SN ejecta on the new NS (νNS) created in the SN, is shown to originate the X-ray afterglow observed by the NASA Niels-Gehrels SWIFT satellite (SWIFT). The hypercritical accretion of the SN on the NS binary companion in the BdHN I model leads to the formation of the newly formed BH. The onset of the GeV radiation coinciding with the BH formation has revealed self similar structures in the time resolved spectral analysis of all sources. Consequently, we find evidence for quantized-discrete-emissions in all sources, with energy quanta of 10³⁷ ergs with repetition time of 10^-14 sec. GRBs are the most complex systems ever successfully analyzed in Physics and Astrophysics, and they may well have a role in the appearance of life in the Cosmos. The corresponding analysis for Active Galactic Nuclei (AGN), scaling simply by the Black Hole mass, will be illustrated. These results have been made possible by a long-lasting theoretical activity, a comprehensive unprecedented high quality data analysis, an observational multi-messenger effort by the astronomical, the physical and the space research communities. This observational effort is well epitomized by the original Vela Satellites, the NASA Compton space mission (CGRO), the Italo-Dutch Beppo SAX satellite, the Russian Konus Wind Satellite, the SWIFT satellite, the Italian AGILE satellite, the NASA FERMI mission and most recently the Chinese satellite HXMT. These space missions have been assisted by radio and optical equally outstanding observational facilities from the ground.

Lien à la présentation du Prof. Ruffini sur YouTube: https://youtu.be/vT-msfF4E7s

9. Séminaire du Prof. Ruffini pour Space Science at Drop tower, ZARM Brême (Allemagne), 8 Mars 2021

Le 8 Mars 2021, le Prof. Ruffini, Directeur d'ICRANet, a été invite par le Prof. Claus Laemmerzahl pour présenter un séminaire online au Centre ZARM à Brême (Allemagne). Ce séminaire est inclut dans le cycle de "Space Science at the Drop Tower seminars" qui ont lieu regulièrement dans le mois de Mars à Brême. Le Prof. Ruffini à donné une presentation titré "Discovery of energy extraction from a Kerr Black Hole by discrete "Blackholic" quanta in GRBs and AGNs".
Voici l'abstract: Almost fifty years after the paper "Introducing the Black Hole" by Ruffini and Wheeler and the Black Hole (BH) mass energy formula by Christodoulou, Ruffini and Hawking, we can finally assert that we have been observing the moment of creation of a BH in the BdHN I in GRB 190114C, GRB 130427A, GRB 160509A and GRB 160625B, with the corresponding rotational energy extraction process. The first appearance of the Supernova, the SN-rise, triggering the BdHN has been identified. The hypercritical accretion on the SN ejecta on the new NS (νNS) created in the SN, is shown to originate the X-ray afterglow observed by the NASA Niels-Gehrels SWIFT satellite (SWIFT). The hypercritical accretion of the SN on the NS binary companion in the BdHN I model leads to the formation of the newly formed BH. The onset of the GeV radiation coinciding with the BH formation has revealed self similar structures in the time resolved spectral analysis of all sources. Consequently, we find evidence for quantized-discrete-emissions in all sources, with energy quanta of 10³⁷ ergs with repetition time of 10^-14 sec. GRBs are the most complex systems ever successfully analyzed in Physics and Astrophysics, and they may well have a role in the appearance of life in the Cosmos. The corresponding analysis for Active Galactic Nuclei (AGN), scaling simply by the Black Hole mass, will be illustrated. These results have been made possible by a long-lasting theoretical activity, a comprehensive unprecedented high quality data analysis, an observational multi-messenger effort by the astronomical, the physical and the space research communities. This observational effort is well epitomized by the original Vela Satellites, the NASA Compton space mission (CGRO), the Italo-Dutch Beppo SAX satellite, the Russian Konus Wind Satellite, the SWIFT satellite, the Italian AGILE satellite, the NASA FERMI mission and most recently the Chinese satellite HXMT. These space missions have been assisted by radio and optical equally outstanding observational facilities from the ground.

Lien au séminaire du Prof. Ruffini sur YouTube: https://youtu.be/ekYHvNbhv_g

10. Rencontres de Moriond on Gravitation (session poster), 9-11 Mars 2021

Le meeting "Rencontres de Moriond on Gravitation" a eu lieu virtuellement du 9 au 11 Mars 2021 à travers des présentation de posters par les participants. Le Mercredi 10 Mars, le Prof. Ruffini a présenté un poster titré "Morphology of the X-ray afterglows and of the jetted GeV emission in long GRBs", tandis que la Prof. Simonetta Filippi, collaboratrice d'ICRANet, a présenté un poster titré "Inferences of GRB 190114C for the Crab pulsar and the supernova remnant".
Voici l'abstract du poster du Prof. Ruffini: We recall evidence that all short and long gamma-ray bursts (GRBs) have binary progenitors and give new detailed examples. We focus on the binary progenitors of long GRBs, the binary-driven hypernovae (BdHNe), that consist of a carbon-oxygen core (CO core) and a binary neutron star (NS) companion. For binary periods of the order of 5 min, the energetic subclass BdHN I originates when the CO core collapses. They are characterized by: 1) an outstanding energetic supernova (the "SN-rise"); 2) a newborn black hole (BH) originating from the SN hypercritical accretion onto the NS companion. Only in some cases, the newborn BH via the "inner engine"' mechanism, is observed to lead to GeV emission characterized by an isotropic power-law luminosity L_GeV = A_GeV*t^(-α). 3) The new NS (νNS), created at the SN center, accretes matter from the SN ejecta originating the X-ray afterglow with L_X = A_X*t^(-&α;), always present in all BdHN I. We analyze 378 BdHN I and, among them, select four prototypes: GRB 130427A, GRB 160509A, GRB 180720B and GRB 190114C using a time-resolved spectral analysis and derive 1) the spectra, the luminosities and the duration of the SN-rise; 2) the amplitude A_X, the power-law index α_X=1.48±0.32 of their X-ray afterglows, 3) the time-evolution of the νNS spin, and 4) A_GeV and α_GeV=1.19±0.04. From the latter, we infer for the first time the mass and spin of the BH powering long GRBs. We also deduce that there is a special morphology which explains why the GeV emission is present only in some BdHN I, and it is confirmded by dedicated three-dimensional smoothed-particle-hydrodynamics simulations of BdHN I. We conclude that the GeV radiation is observed only when emitted within a cone of half-opening angle of nealry 60 degrees from the normal to the orbital plane. The mass and spin of the Kerr BHs are obtained based upon the GRB "inner engine" originating the GeV emission by extracting the BH rotational energy. We obtain initial BH masses 2.3<M/M_Sun<8.9 and spins 0.27<a/M<0.87, and from their time evolution, we verify, for the first time, the validity of the BH mass-energy formula.
Voici l'abstract du poster de la Prof. Filippi: The understanding of binary-driven hypernovae of type I (BdHNe I) has identified the central role of the explosion of the supernova ("SN-rise") as well as of the role of the hypercritical accretion of the SN ejecta onto the binary companion neutron star (NS) and onto the newborn NS (νNS) in determining the GRB dynamics. We model the νNS through the equilibrium sequence of Maclaurin spheroids. By requiring that the νNS period extrapolated on 1000 yr coincides with the one of PSR B0531 + 21 (the Crab pulsar), we determine the initial spin of the νNS to be 0.9 ms, and follow the subsequent rotational and gravitational evolution of the eccentricity. The observed changes in the braking index are proposed to be correlated to pulsar glitches, whose intensities are predicted to be strongly correlated with the pulsar spin. We propose that the progenitor of the Crab nebula and of the Crab pulsar is a GRB very similar to GRB 190114C.

11. Nouveaux résultats sur AXP 4U 01242+61 de la collaboration entre l'ICRANet et l'ITA

Sarah Villanova Borges, une étudiante du Prof. Manuel Malheiro diplômé en 2017 à l'ITA, qui a réçu son Master sous la direction de la Dr. Claudia Rodrigues à l'INPE en 2018 à publié un important article sur "The Astrophysical Journal" l'année dérnière. Cet article sue le AXP 4U 01242+61 explique la curbe de lumière (en particulier, le spectre des rayons X) de cette source an utilisant un chaud et massive modèle de Naine blanche. Ce travail, ainsi que la modélisation, les calculs et l'écriture de l'article ont était faits par Sarah, qui a aussi participé dans le MG15 meeting avec une présentation orale sur ce sujet-là.
Maintenant, Sarah a été sélectionnée pour participer à un programme de doctorat auprès du Département de Physique et Astronomie de l'Université du Wisconsin Milwaukee avec une bourse.
Ces résultats sont présentés sur le canal de l'AAS sur YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=JPqG7-ifE_k&t=1s
Lien à l'article sur ApJ: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab8add

12. Publications récéntes

Behzad Eslam Panah, Can the power Maxwell nonlinear electrodynamics theory remove the singularity of electric field of point-like charges at their locations?, accepted for publication in Europhysics Letters (EPL).
YES! We introduce a variable power Maxwell nonlinear electrodynamics theory which can remove the singularity of electric field of point-like charges at their locations. One of the main problems of Maxwell's electromagnetic field theory is related to the existence of singularity for electric field of point-like charges at their locations. In other words, the electric field of a point-like charge diverges at the charge location which leads to an infinite self-energy. In order to remove this singularity a few nonlinear electrodynamics (NED) theories have been introduced. Born-Infeld (BI) NED theory is one of the most famous of them. However the power Maxwell (PM) NED cannot remove this singularity. In this paper, we show that the PM NED theory can remove this singularity, when the power of PM NED is less than s<1/2.
Link ArXiv: https://arxiv.org/abs/2103.08343


Bing Zhang, Yu Wang and Liang Li, Dissecting the Energy Budget of a Gamma-Ray Burst Fireball, published in ApJL on March 1, 2021, Volume 909, number L3.
The jet composition and radiative efficiency of gamma-ray bursts (GRBs) are poorly constrained from the data. If the jet composition is matter-dominated (i.e., a fireball), the GRB prompt emission spectra would include a dominant thermal component originating from the fireball photosphere and a nonthermal component presumably originating from internal shocks whose radii are greater than the photosphere radius. We propose a method to directly dissect the GRB fireball energy budget into three components and measure their values by combining the prompt emission and early afterglow data. The measured parameters include the initial dimensionless specific enthalpy density (η), bulk Lorentz factors at the photosphere radius (Γ_ph) and before fireball deceleration (Γ₀), the amount of mass loading (M), and the GRB radiative efficiency (ηγ). All the parameters can be derived from the data for a GRB with a dominant thermal spectral component, a deceleration bump feature in the early afterglow lightcurve, and a measured redshift. The results only weakly depend on the density n of the interstellar medium when the composition γ parameter (typically unity) is specified.
DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abe6ab


Liang Li and Bing Zhang, Testing the High-latitude Curvature Effect of Gamma-Ray Bursts with Fermi Data: Evidence of Bulk Acceleration in Prompt Emission, published in ApJS on March 23, 2021, Volume 253, number 43.
When a gamma-ray burst (GRB) emitter stops emission abruptly, the observer receives rapidly fading emission from high latitudes with respect to the line of sight, known as the "curvature effect". Identifying such emission from GRB prompt-emission lightcurves would constrain the radius of prompt emission from the central engine and the composition of GRB jets. We perform a dedicated search of high-latitude emission (HLE) through spectral and temporal analyses of a sample of single-pulse bursts detected by the Gamma-ray Burst Monitor on board the Fermi satellite. We identify HLE from a subsample of bursts and constrain the emission radius to be RGRB ~ (10¹⁵–10¹⁶) cm from the central engine. Some bursts have the HLE decay faster than predicted by a constant Lorentz factor jet, suggesting that the emission region is undergoing acceleration during prompt emission. This supports the Poynting-flux-dominated jet composition for these bursts. The conclusion is consistent with previous results drawn from spectral-lag modeling of prompt emission and HLE analysis of X-ray flares. Scrivi un messaggio
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4365/abded1


Liang Li, Felix Ryde, Asaf Pe’er, Hoi-Fung Yu, and Zeynep Acuner, Bayesian Time-Resolved Spectroscopy of Multi-Pulsed GRBs: Variations of Emission Properties amongst Pulses, in press on ApJS 2021.
Gamma-ray bursts (GRBs) are highly variable and exhibit strong spectral evolution. In particular, the emission properties vary from pulse to pulse in multi-pulsed bursts. Here, we present a time-resolved Bayesian spectral analysis of a compilation of GRB pulses observed by the Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM). The pulses are selected to have at least four time-bins with a high statistical significance, which ensures that the spectral fits are well determined and that spectral correlations can be established. The sample consists of 39 bursts, 117 pulses, and 1228 spectra. We confirm the general trend that pulses become softer over time, with mainly the low-energy power-law index α becoming smaller. A few exceptions from this trend exist with the hardest pulse occurring at late times. The first pulse in a burst is clearly different from the later pulses: 3/4 of them violate the synchrotron line-of-death (Preece 1998), while around half of them significantly prefer photospheric emission. These fractions decrease for subsequent pulses. We also find that in 2/3 of the pulses the spectral parameters (α and peak energy) track the light-curve variations. This is a larger fraction compared to what is found in previous samples. In conclusion, emission compatible with the GRB photosphere is typically found close to the trigger time, while the chance of detecting synchrotron emission is greatest at late times. This allows for coexistence of emission mechanisms at late times.
Link: https://arxiv.org/abs/2012.03038


MAGIC collaboration, MAGIC Observations of the Nearby Short Gamma-Ray Burst GRB 160821B, published on February 16, 2021 on ApJ, Volume 908, number 1.
The coincident detection of GW170817 in gravitational waves and electromagnetic radiation spanning the radio to MeV gamma-ray bands provided the first direct evidence that short gamma-ray bursts (GRBs) can originate from binary neutron star (BNS) mergers. On the other hand, the properties of short GRBs in high-energy gamma-rays are still poorly constrained, with only ∼20 events detected in the GeV band, and none in the TeV band. GRB 160821B is one of the nearest short GRBs known at z = 0.162. Recent analyses of the multiwavelength observational data of its afterglow emission revealed an optical-infrared kilonova component, characteristic of heavy-element nucleosynthesis in a BNS merger. Aiming to better clarify the nature of short GRBs, this burst was automatically followed up with the MAGIC telescopes, starting from 24 s after the burst trigger. Evidence of a gamma-ray signal is found above ∼0.5 TeV at a significance of ∼ 3σ during observations that lasted until 4 hr after the burst. Assuming that the observed excess events correspond to gamma-ray emission from GRB 160821B, in conjunction with data at other wavelengths, we investigate its origin in the framework of GRB afterglow models. The simplest interpretation with one-zone models of synchrotron-self-Compton emission from the external forward shock has difficulty accounting for the putative TeV flux. Alternative scenarios are discussed where the TeV emission can be relatively enhanced. The role of future GeV-TeV observations of short GRBs in advancing our understanding of BNS mergers and related topics is briefly addressed.
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abd249


Alessandro Loppini, Alessandro Barone, Alessio Gizzi, Christian Cherubini, Flavio H. Fenton, and Simonetta Filippi, Thermal effects on cardiac alternans onset and development: A spatiotemporal correlation analysis, accepted for publication in Physical Review E on March 9, 2021.
Alternans of cardiac action potential duration represent critical precursors for the development of life-threatening arrhythmias and sudden cardiac death. The system’s thermal state affects these electrical disorders requiring additional theoretical and experimental effort to improve a patient-specific clinical understanding. In such a scenario, we generalize a recent work from {Loppini et al. 100 :020201 (2019)} by performing an extended spatiotemporal correlation study. We consider high-resolution optical mapping recordings of canine ventricular wedges’ electrical activity at different temperatures and pacing frequencies. We aim to recommend the extracted characteristic length as a potential predictive index of cardiac alternans onset and evolution within a wide range of system states. In particular, we show that a reduction of temperature results in a drop of the characteristic length, confirming the impact of thermal instabilities on cardiac dynamics. Moreover, we theoretically investigate the use of such an index to identify and predict different alternans regimes. Finally, we propose a novel constitutive phenomenological law linking conduction velocity, characteristic length, and temperature in view of future numerical investigations.
Link:
https://journals.aps.org/pre/accepted/db078R10MbeEb01f012d1f947e5adcb79433e8120