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Luglio/Agosto/Settembre 2022



SOMMARIO
1. Comunicato stampa ICRA - ICRANet "GRB 190829A - A Showcase of Binary Late Evolution"
2. The 6th Bego Rencontre Summer School, 4 - 14 Luglio 2022, Nizza e online
3. Annuncio del 5° Zeldovich meeting, 12 - 17 Giugno 2023, Yerevan (Armenia)
4. La Notte europea dei Ricercatori, 30 Settembre 2022, evento online
5. Nuovi accordi di collaborazione firmati dall'ICRANet
6. Partecipazione ICRANet all'IWARA 2022. The 10th international workshop on Astronomy and Relativistic Astrophysics, 5-9 Settembre 2022, Guatemala e online
7. Partecipazione ICRANet alla Bad Honnef Physics School, 5-9 Settembre 2022, Bad Honnef (Germania)
8. Partecipazione ICRANet al 31° Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, 12-16 Settembre 2022, Praga (Repubblica Ceca)
9. Partecipazione del Prof. Ruffini all'evento "La diplomazia culturale tra l'Italia e le Americhe", 7 Luglio 2022, Senato italiano a Roma (Italia)
10. Il Prof. Massimo Della Valle, Presidente del Comitato Scientifico ICRANet, nominato socio corrispondente dell'Accademia dei Lincei
11. Numero speciale di Philosophical Transactions A della Royal Society Publishing "The future of mathematical cosmology (part 1)", compilata e redatta dal Prof. Spiros Cotsakis e dal Prof. Alexander Yefremov
12. Visite scientifiche presso l'ICRANet
13. Pubblicazioni recenti


1. Comunicato stampa ICRA - ICRANet "GRB 190829A - A Showcase of Binary Late Evolution"

GRB 190829A is the fourth closest gamma-ray burst (GRB) to date (z = 0.0785). Owing to its wide range of radio, optical, X-ray, and especially the very-high-energy (VHE) observations by H.E.S.S., it has become an essential new source examined by various models with complementary approaches.


Fig 1. Ongoing accretion process onto the νNS and the NS companion simulated in Becerra et al. (2019). The νNS is located at the center of the dark blue spot, and is accreting the surrounding material. The SN ejecta are also being accreted by the NS companion, which is located at the center of the green spot. We also notice that the expansion of SN ejecta is distorted by the companion NS and a part of the SN ejecta is flowing back to the νNS. This process creates a unique feature of BdHNe: the fallback accretion onto the νNS is enhanced creating a second peak of accretion at about an orbital-period time after the SN explosion (see, e.g., Becerra et al. 2019, for more details).


The traditional fireball model of GRBs is based on a single system, at times indicated as a "collapsar", possibly a Black Hole (BH), giving origin to an ultra-relativistic jetted emission. The slowing down of such a jet in the interstellar medium has been assumed to explain the main properties of the GRBs in all wavelengths. These results have been expressed, prior to 2002, in many reviews, see e.g. Shemi and Piran 1990, Fishman and Meegan 1995, Piran 2000, Van Paradijs et al 2000, Meszaros 2002. The review of Meszaros traces back the historical developments of GRB theories at a time the observations were the domain of gamma-ray astronomy observed by the BATSE instrument in the 20 to 600 KeV and the EGRET instrument in the 20 MeV to 30 GeV both on board the Compton CGRO satellite.
Our model based on a binary system was proposed in 2012 (Rueda & Ruffini 2012) and has been in development for one decade. Our approach was motivated by an alternative set of data following the launching of the Beppo-SAX satellite with on board the Wide Field X-rays camera which promoted a direct collaboration between the gamma-ray community and the much larger X-ray community. In the meantime, indeed following the UHURU satellite, a large number of X-ray missions including the Einstein telescope, the Chandra telescope, and the XMM were developed leasing to the discovery of the first black hole in our galaxy , Cygnus X1, the binary X-ray sources, and the structure galactic halos. The extragalactic origin of the GRBs, made possible by the discovery of the X-ray afterglow, did open an additional collaboration with the new class of large optical telescopes including Keck and the VLT. A new era linking GRBs to supernovae started. New space missions followed by the AGILE telescope in the GeV range, the Neil Gehrels Swift Observatory and the Fermi telescope in the MeV, GeV and TeV, recently involving also the MAGIC telescopes. A detailed high-quality data from the new observations made clear the new complexity of the GRB structure, composed of selected independent episodes each one characterized by a specific spectral feature observed in their rest frame. We advanced in 2012 a basic change of paradigm based on binary systems: the Binary driven Hypernovae (BdHN). The physical picture evolved gradually including the needed physics that allowed to study of a wide range of binary parameters including the explosion energy, the mass, the binary separation, the density profile, the equations of state and et al., as well as the statistical analysis of different GRB components (Ruffini et al. 1999, 2000, 2010, 2015; Wang et al. 2015; Ruffini et al. 2018a,b; Wang et al. 2018; Ruffini et al. 2018c; Wang et al. 2019b; Ruffini et al. 2019; Rueda et al. 2020; Rueda & Ruffini 2020; Moradi et al. 2021b; Ruffini et al. 2021). The numerical simulations of the occurring physical processes have been upgraded from one dimension (Fryer et al. 2014) to two-dimensions (Becerra et al. 2015), to three-dimensions (Becerra et al. 2016, 2019). The latest simulations (Becerra et al. 2019) implemented a smoothed particle-hydrodynamics (SPH) method, and examined a large selection of initial conditions and the outcomes of the binary system after the SN explosion, see Fig 2, Rueda et al. (2019) and Rueda et al. (2021) have reviewed the entire development process. The case of GRB 190829A is indeed the first detailed verification of the validity of a BDHN model in view of the exceptionality of the available data.


Fig. 2: Luminosity of GRB 190829A including the data from H.E.S.S (yellow) for TeV, Fermi-GBM (orange dots), Swift- BAT (purple triangles) for the prompt emission of hard X-ray and gamma-ray, Swift-XRT (blue crosses) for the soft X-ray (absorbed), GTC (green diamonds) for the optical i band, from which the SN 2019yw is extracted (red diamonds), the optical signal of SN over-shots the optical emission from the synchrotron, and AMI-LA (brown stars) for the radio observation. Top right corner: The count rate of GRB 190829A prompt emission from the raw data of Fermi-GBM: The first pulse is from −0.75 s to 8.05 s, indicated by the orange dotted line, and the second pulse is from 46.50 s to 64.00 s, indicated by the green dashed line.


Unlike the traditional fireball model, the BdHN model considers a central engine that arises in the final evolutionary stage of the CO core in the presence of a binary NS companion. An SN explosion occurs, it triggers the GRB emission and generates a νNS. Therefore, in addition to the physical processes of single-star collapse models, we need to consider not only the binary interactions but also the appearance of the νNS, see Fig 2. The most influential interactions are the accretion of SN ejecta onto the NS companion and the fallback accretion onto the νNS spins it up. The afterglow is produced by the mildly relativistic expanding SN ejecta which contains a large number of electrons accelerated by the kinetic energy of the SN and the energy injection from the rapidly spinning νNS and its subsequently spin-down. Unlike the BdHN I, which were by the hypercritical accretion of the SN ejecta into the NS companion form a BH, here we describe GRB 190829A by a BdHN II where no BH is formed but a more massive NS.
The low redshift characteristic of GRB 190829A makes it possible to have detailed temporal observations of various bands, hence GRB 190829A becomes the first GRB to fully exhibit the final evolution of this special class of binary systems. Our BdHN II model has been successfully applied on this burst, explaining its prompt emission composed of two pulses, its radio, optical and X-ray afterglow, as well as the emergence of the SN signal, as follows:
As the COcore gravitationally collapses, an SN explosion occurs and a newborn NS (νNS) originates at its center. Most of the SN energy (~ 1053 erg) is deposited in the neutrino, about a few percent of energy goes to the kinetic energy of SN ejecta (~1051−1052 erg), which expands outward at velocities of around 0.1 c. The low-density outermost layer has the highest speed while the denser regions expand with slower velocities. After a few minutes, the SN ejecta reaches the companion NS, and the hypercritical accretion starts. The accretion rate onto the companion NS rises exponentially and peaks in a few minutes. The numerical simulations show that the entire hypercritical accretion process may last for hundreds of minutes, but the peak accretion rate of more than 10−4 Mā˜‰ s−1, supplied by the high density and slow-moving part of the SN ejecta, holds only for tens of seconds to tens of minutes depending on the binary separation, see Fig. 1, The accretion translates into an electromagnetic power of 1048-1049 erg s−1 assuming a 10% of efficiency in the conversion from gravitational to radiation energy. This procedure of accretion onto the companion NS in a 20-40 minutes orbital period binary system well explains the first prompt pulse of GRB 190829A.
In the meanwhile, some matter falls back leading to an accretion process onto the νNS, see Fig 2. This fallback accretion is significantly amplified by the companion NS which alters the trajectory of a partial SN ejecta that flows back to the νNS. The accretion onto the νNS has two components, the first is the typical fallback matter the same as the case of the SN from a single star, it leads the accretion rate to reach a peak to then decay nearly as a power-law with time. The peak luminosity produced by it is weak < 1048 erg s−1 and can hardly be seen for cosmological distances. The second is the unique feature of the binary system, the presence of the companion enhances the fallback onto the νNS creating the second peak of accretion, see Fig 1. The second part contributes most to the accreting mass for a duration of about an orbital-period time. The fallback accretion also transfers angular momentum to the νNS, spinning it up to a rotation period of a few milliseconds. So the peak luminosity from the fallback accretion is in the order of 1048-1049 erg s−1. The fallback accretion onto the νNS explains the second prompt pulse of GRB 190829A.
The fallback accretion continues as a source injecting energy into the mildly relativistic expanding SN ejecta, as well as the spin-down energy from the νNS. The synchrotron emission from the SN ejecta leads to the afterglow. We adopt the associated synchrotron emission for explaining the radio, optical and X-ray afterglow emissions. Contrary to the traditional model which assumes the origin of synchrotron emission from an ultra-relativistic jet, we here assume that the ejecta expands at a constant velocity at a wide angle. Second, our magnetic field is from the νNS, we assume that at large distances from the νNS, beyond its light cylinder, the magnetic field decreases linearly with distance. This implies that the magnetic field strength felt by the expanding ejecta evolves with time. Third, the energy injection in the synchrotron originates from the fallback accretion and the spin-down of νNS. Our numerical computation shows that a νNS spinning at an 8 ms period with a dipole field of 5 × 1012 Gauss and quadruple field of about 1 × 1014 Gauss, and an SN ejecta moving at 109 cm s-1 generates the observed radio, optical and X-ray afterglows.
We do not explain the origin of VHE emission observed in the 0.2-4 TeV energy band of H.E.S.S. neither by the above synchrotron model, nor the synchrotron self-Compton process: the synchrotron self-Compton emission peaks at a few hundreds of MeV, cutoffs at < 10 GeV, and has a lower luminosity to the observed in the H.E.S.S. energy bandwidth. However, the similar power-law behavior of the VHE and the X-ray light curves observed as well in GRB 190114C and GRB 180720B see e.g. Acciari et al., 2019 and Abdalla et al., 2019 allow us to advance the hypothesis the VHE can be related to some transient activity possibly related to a new physics originating in the νNS.
The BdHN model naturally contains an SN, which produces ~0.4Mā˜‰ nickel whose radioactive decay energy is emitted mainly at optical wavelengths with a corresponding flux that peaks around ~13 days in the source rest-frame, common to all other GRBs (Aimuratov et al 2022, in preparation), and indeed it was observed by GTC.
Having succeeded in this special case of BdHN II GRB 190829A we are now progressing in the explanation of the BdHN I GRB 910114C and in the case of BdHN III GRB 170215A.

Referenze:
Abdalla, H., Adam, R., Aharonian, F., et al. 2019, Nature, 575, 464, doi: 10.1038/s41586-019-1743-9
Becerra, L., Bianco, C. L., Fryer, C. L., Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2016, ApJ, 833, 107, doi: 10.3847/1538-4357/833/1/107
Becerra, L., Cipolletta, F., Fryer, C. L., Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2015, ApJ, 812, 100, doi: 10.1088/0004-637X/812/2/100
Becerra, L., Ellinger, C. L., Fryer, C. L., Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2019, ApJ, 871, 14, doi: 10.3847/1538-4357/aaf6b3
Fishman, G. J., & Meegan, C. A. 1995, ARA&A, 33, 415, doi: 10.1146/annurev.aa.33.090195.002215
Fryer, C. L., Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2014, ApJL, 793, L36, doi: 10.1088/2041-8205/793/2/L36
MAGIC Collaboration, Acciari, V. A., Ansoldi, S., et al. 2019, Nature, 575, 455, doi: 10.1038/s41586-019-1750-x
Meszaros, P. 2002, ARA&A, 40, 137, doi: 10.1146/annurev.astro.40.060401.093821
Moradi, R., Rueda, J. A., Ruffini, R., & Wang, Y. 2021, A&A, 649, A75, doi: 10.1051/0004-6361/201937135
Piran, T. 2000, PhR, 333, 529, doi: 10.1016/S0370-1573(00)00036-3
Rueda, J. A., & Ruffini, R. 2012, ApJL, 758, L7, doi: 10.1088/2041-8205/758/1/L7
—. 2020, European Physical Journal C, 80, 300, doi: 10.1140/epjc/s10052-020-7868-z
Rueda, J. A., Ruffini, R., Karlica, M., Moradi, R., & Wang, Y. 2020, ApJ, 893, 148, doi: 10.3847/1538-4357/ab80b9
Rueda, J. A., Ruffini, R., Moradi, R., & Wang, Y. 2021, International Journal of Modern Physics D, 30, 2130007, doi: 10.1142/S021827182130007X
Rueda, J. A., Ruffini, R., & Wang, Y. 2019, Universe, 5, 110, doi: 10.3390/universe5050110
Ruffini, R., Karlica, M., Sahakyan, N., et al. 2018a, ApJ, 869, 101, doi: 10.3847/1538-4357/aaeac8
Ruffini, R., Salmonson, J. D., Wilson, J. R., & Xue, S. S. 1999, A&A, 350, 334
Ruffini, R., Salmonson, J. D., Wilson, J. R., & Xue, S.-S. 2000, A&A, 359, 855
Ruffini, R., Vereshchagin, G., & Xue, S. 2010, PhR, 487, 1, doi: 10.1016/j.physrep.2009.10.004
Ruffini, R., Wang, Y., Enderli, M., et al. 2015, ApJ, 798, 10, doi: 10.1088/0004-637X/798/1/10
Ruffini, R., Wang, Y., Aimuratov, Y., et al. 2018b, ApJ, 852, 53, doi: 10.3847/1538-4357/aa9e8b
Ruffini, R., Becerra, L., Bianco, C. L., et al. 2018c, ApJ, 869, 151, doi: 10.3847/1538-4357/aaee68
Ruffini, R., Moradi, R., Rueda, J. A., et al. 2019, ApJ, 886, 82, doi: 10.3847/1538-4357/ab4ce6
—. 2021, MNRAS, 504, 5301, doi: 10.1093/mnras/stab724 Shemi, A., & Piran, T. 1990, ApJL, 365, L55, doi: 10.1086/185887
van Paradijs, J., Kouveliotou, C., & Wijers, R. A. M. J. 2000, ARA&A, 38, 379, doi: 10.1146/annurev.astro.38.1.379
Wang, Y., Rueda, J. A., Ruffini, R., et al. 2019, ApJ, 874, 39, doi: 10.3847/1538-4357/ab04f8
Wang, Y., Ruffini, R., Kovacevic, M., et al. 2015, Astronomy Reports, 59, 667, doi: 10.1134/S1063772915070148



2. The 6th Bego Rencontre Summer School, 4 - 14 Luglio 2022, Nizza e online

La 6th Bego Rencontre Summer School si è tenuta dal 4 al 14 Luglio 2022 sia di persona, presso la sede ICRANet di Villa Ratti a Nizza (Francia), che online.
La scuola aveva come obiettivo quello di discutere dei recenti sviluppi nella teoria e nell'osservazione dei raggi gamma (GRBs), dei nuclei galattici attivi (AGNs) e della materia oscura (DM).

Alcune tematiche importanti discusse sui GRBs e sugli AGNs sono stati:
• il processo di estrazione di energia da Buchi Neri rotanti (BHs) nella "inner engine" dell'emissione di alta energia (ad esempio GeV) dei GRBs lunghi e degli AGNs. Speciale attenzione è stata data alle "inner engines" che costituiscono un Buco Nero di Kerr immerso in un campo magnetico e nel plasma ionizzato. Sono inoltre stati discussi gli sviluppi recenti su questo tema, soprattutto i problemi dello screening del campo, della scarica elettrica, delle proprietà radioattive, della fisica dei Buchi Neri, dell'idrodinamica magnetica e della carica elettrica massima consentita nelle inner engines;
• i progressi recenti nella teoria dei GRBs, ad esempio nel modello delle binary-driven hypernova (BdHN). Ciò include la spiegazione fisica della fase di rapida emissione ultra relativistica (UPE) nel regime MeV, l'emissione afterglow nei raggi X, le lunghezze d'onda ottiche e radio e l'emissione GeV;
• la Supernovae associate con i GRBs e il ruolo dell'esplosione della supernova nell'intera emissione di un GRB lungo;
• i GRBs ad alto redshift e la cosmologia dei GRB;
• l'emissione dei GRB cocoons (osservazioni);
• l'emissione di M87* (teoria ed osservazione).

Alcune tematiche importanti discusse sulla materia oscura sono state:
• Fermionic and bosonic dark matter: microfisica;
• Fermionic and bosonic dark matter: macrofisica;
• I recenti sviluppi nella descrizione del centro galattico (Sgr A*) come nucleo della materia oscura;
• Le ultime osservazioni astrometriche delle stele orbitanti Sgr A* e i limiti osservativi della natura di Sgr A*;
• Le ultime notizie sul contenuto barionico nelle galassie;
• I forti lensing gravitazionali;
• la materia oscura nella cosmologia primaria, le simulazioni cosmologiche e la formazione dell'alone di materia oscura.


Più di 90 partecipanti da 19 diverse nazioni hanno partecipato alla conferenza e le lectures sono state presentate dai Profs. Yerlan Aimuratov, Lorenzo Amati, Carlos Raul Arguelles, Davide Astesiano, Laura Becerra, Carlo Luciano Bianco, Stefano Bondani, Kunatay Boshkayev, Valentina Crespi, Mariateresa Crosta, Maria Giovanna Dainotti, Massimo Della Valle, Christopher Fryer Daniele Gregoris, Luca Izzo, Petr Kotlarik, Liang Li, Francesco Longo, Wentao Luo, Nick Mavromatos, Massimo Meneghetti, Martin Mestre, Felix Mirabel, Rahim Moradi, Ehud Nakar, Florian Peissker, Vahe Petrosian, Tsvi Piran, Federico Re, Paola Re Fiorentin, José Rodriguez, Piero Rosati, Jorge Rueda, Narek Sahakyan, Costantino Sigismondi, Alessandro Spagna, Eleonora Troja, Gregory Vereshchagin, Matteo Viel, Yu Wang, Eli Waxman, Shesheng Xue, Rafael Yunis e Bing Zhang.
La pagina web del meeting è disponibile al seguente link: https://indico.icranet.org/event/4/
Le registrazioni delle diverse sessioni sono disponibili sul canale YouTube dell'ICRANet al seguente link: https://www.youtube.com/channel/UCU19scWRGvlIiKBcN1QXCRQ



3. Annuncio del 5° Zeldovich meeting, 12 - 17 Giugno 2023, Yerevan (Armenia)


Siamo lieti di annunciare che l'ICRANet sta organizzando il 5° Zeldovich meeting, una conferenza internazionale in onore di Ya. B. Zeldovich, che si terrà a Yerevan (Armenia) dal 12 al 17 Giugno 2023. Questa conferenza farà seguito ad una serie di conferenze internazionali di successo in onore di Ya. B. Zeldovich, che si sono svolte rispettivamente a Minsk nel 2009, 2014, 2018 e online nel 2020.
Gli ampi interessi di ricerca di Ya. B. Zeldovich, che vanno dalla fisica chimica, particelle elementari e fisica nucleare all'astrofisica e la cosmologia, saranno le principali tematiche affrontate nel corso della conferenza:
• astrofisica multimessanger;
• Universo primordiale, la struttura a larga scala, il background delle microonde cosmiche;
• stelle di neutroni, Buchi Neri, Raggi gamma, Supernove e Ipernove;
• onde gravitazionali;
• quanto e gravità.

Come da tradizione, tra gli speakers invitati ci saranno anche membri della scuola scientifica in astrofisica e cosmologia, conosciuta in tutto il mondo, fondata da Ya. B. Zeldovich.
La registrazione per questo meeting è stata appena aperta.
Tutte le informazioni su questo evento sono pubblicate sulla sua pagina web: http://www.icranet.org/zeldovich5



4. La Notte europea dei Ricercatori, 30 Settembre 2022, evento online

In occasione della Notte europea dei Ricercatori, l'ICRANet, in collaborazione con il Prof. Costantino Sigismondi (collaboratore ICRANet), ha organizzato un evento online per creare una piacevole occasione di confronto e discussione tra ricercatori e studenti. Questo evento ha visto la partecipazione, come ogni anno, di molti studenti, offrendo loro la possibilità di prendere parte in attività scientifiche volte a sottolineare il fondamentale ruolo della ricerca anche in ambito sociale.
Il meeting online si è svolto venerdì 30 Settembre 2022, a partire dalle h 16:30. Dopo i saluti di benvenuto, il Prof. Remo Ruffini, Direttore ICRANet, ha presentato un talk sulle Supernove e sui recenti sviluppi dell'astrofisica relativistica. Dopo di lui, il Prof. Liang Li ed il Prof. Wang Yu, entrambi Professori della Faculty ICRANet, hanno presentato 2 lectures rispettivamente sui progenitori delle Supernove e sui modelli numerici. In seguito, il Prof. Costantino Sigismondi ha parlato di Antares e della variabilità stellar, della misura del raggio della Terra e del rapporto tra l'ICRANet e la scuola. Egli ha anche discusso con i partecipanti delle prospettive presenti e future della scienza rispetto alle Supernove e alle Stelle binarie.


Fig. 3: 456 osservazioni di Antares nel 2014.

Egli ha spiegato che la maggior parte delle stelle si trovano in sistemi multipli e l'interazione tra le componenti può determinare l'innesco dell'esplosione di una Supernova, il fenomeno più luminoso dell'Universo. I sistemi di stelle binarie ed i progenitori di Supernovae sono 2 argomenti da molto tempo oggetto di studi teorici in Astrofisica Relativistica. Sofisticati modelli numerici basati sulle equazioni della Relatività Generale, necessarie quando masse e dimensioni dell'oggetto stellare portano la materia a superare la densità del nucleo atomico, sono oggi in grado di rappresentare i dati osservativi con grande accuratezza. Al contempo i dati osservativi si arricchiscono di informazioni multi spettrali da un numero sempre crescente di strumenti dedicati al monitoraggio del cielo nelle varie lunghezze d'onda, sia dalla Terra che dallo Spazio: questo è ciò che è stato presentato dal Prof. Li e dal Prof. Wang.


Fig. 4: Schema geometrico del metodo di Eratostene per la misura del raggio terrestre, Federico Battistol, Liceo Scarpa di Motta di Livenza (TV).

L'osservazione della variabilità stellare della supergigante rossa binaria Antares, registrata negli ultimi 8 anni, è stato l'argomento principale presentato e commentato dal Prof. Sigismondi: escursioni di pochi centesimi di magnitudine sono accessibili anche all'occhio nudo a patto di correggere per l'estinzione atmosferica il confronto con stelle di simile luminosità, che distano da Antares varie decine di gradi. Le osservazioni fatte dal satellite SOHO completano il quadro. Agli studenti, sono stati anche presentati il concetto di magnitudine e la scala logaritmica delle luminosità, alla base di una corretta interpretazione dei fenomeni astrofisici.



5. Nuovi accordi di collaborazione firmati dall'ICRANet

Nuovo accordo di collaborazione tra l'ICRANet ed il Fesenkov Astrophysical Institute (Kazakhstan), 5 Augosto 2022


Il 5 Agosto 2022, l'ICRANet ha firmato un nuovo accordo di collaborazione con il Fesenkov Astrophysical Institute in Kazakhstan. L'accordo è stato firmato dal Prof. Chingis Omarov (Direttore del Fesenkov Astrophysical Institute), dal Prof. Yerlan Aimuratov (Fesenkov Astrophysical Institute), dal Prof. Remo Ruffini (Direttore ICRANet) e dal Prof. Jorge Rueda (Professore della Faculty ICRANet).
L'accordo sarà valido per 5 anni e le principali attività congiunte che saranno portate avanti nel quadro del progetto comprendono: la promozione delle attività teoriche e di osservazione nel campo dell'astrofisica relativistica; lo scambio istituzionale di membri, ricercatori, post-doc, e studenti; lo sviluppo di tecnologie e di dati per l'astrofisica su tutte le bande di frequenza; l'organizzazione di corsi, seminari, conferenze, workshops; lo sviluppo di ricerche interistituzionali e pubblicazioni congiunte.
Per il testo dell'accordo: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1451


Nuovo accordo di collaborazione tra l'ICRANet ed AEROSPACIFIC (Colombia), 1 Settembre 2022


Il 1 Settembre 2022, l'ICRANet ha firmato un nuovo accordo di collaborazione con l'AEROSPACIFIC cluster in Colombia. L'accordo è stato firmato dal Dr Cesar Augusto Rodriguez Adaim (Presidente di AEROSPACIFIC) e dal Prof. Remo Ruffini (Direttore ICRANet).
L'accordo sarà valido per 5 anni e le principali attività congiunte che saranno portate avanti nel quadro del progetto comprendono: la promozione delle attività teoriche e di osservazione nel campo dell'astrofisica relativistica; lo scambio istituzionale di membri, ricercatori, post-doc, e studenti; lo sviluppo di tecnologie e di dati per l'astrofisica su tutte le bande di frequenza; l'organizzazione di corsi, seminari, conferenze, workshops; lo sviluppo di ricerche interistituzionali e pubblicazioni congiunte.
Per il testo dell'accordo: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1452


Nuovo accordo di collaborazione tra l'ICRANet e l'Iranian National Observatory (INO), 8 Settembre 2022


L'8 Settembre 2022, l'ICRANet ha firmato un nuovo accordo di collaborazione con l'Iranian National Observatory (INO) in Iran. L'accordo è stato firmato dal Prof. Habib Khosroshahi (Direttore INO) e dal Prof. Remo Ruffini (Direttore ICRANet).
L'accordo sarà valido per 5 anni e le principali attività congiunte che saranno portate avanti nel quadro del progetto comprendono: la promozione delle attività teoriche e di osservazione nel campo dell'astrofisica relativistica; lo scambio istituzionale di membri, ricercatori, post-doc, e studenti; lo sviluppo di tecnologie e di dati per l'astrofisica su tutte le bande di frequenza; l'organizzazione di corsi, seminari, conferenze, workshops; lo sviluppo di ricerche interistituzionali e pubblicazioni congiunte.
Per il testo dell'accordo: http://www.icranet.org/documents/agreementICRANet-INO.pdf


Nuovo accordo di collaborazione tra l'ICRANet e l'Indian Center for Space Physics, September 21, 2022


Il 21 Settembre 2022, l'ICRANet ha firmato un nuovo accordo di collaborazione con l'Indian Center for Space Physics in India. L'accordo è stato firmato dal Prof. Sandip Chakrabarti (Direttore dell'Indian Center for Space Physics) e dal Prof. Remo Ruffini (Direttore ICRANet).
L'accordo sarà valido per 5 anni e le principali attività congiunte che saranno portate avanti nel quadro del progetto comprendono: la promozione delle attività teoriche e di osservazione nel campo dell'astrofisica relativistica; lo scambio istituzionale di membri, ricercatori, post-doc, e studenti; lo sviluppo di tecnologie e di dati per l'astrofisica su tutte le bande di frequenza; l'organizzazione di corsi, seminari, conferenze, workshops; lo sviluppo di ricerche interistituzionali e pubblicazioni congiunte.
Per il testo dell'accordo: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1453



6. Partecipazione ICRANet all'IWARA 2022. The 10th international workshop on Astronomy and Relativistic Astrophysics, 5-9 Settembre 2022, Guatemala e online

Dal 5 al 9 Settembre 2022, il Professor Remo Ruffini, Direttore ICRANet, è stato invitato a presentare una plenary lecture in occasione del meeting "IWARA 2022. The 10th international workshop on Astronomy and Relativistic Astrophysics". Questo meeting è stato il decimo della sua s serie e ha messo assieme scienziati che lavorano sulla fisica delle atsroparticelle, sulla cosmologia, la gravitazione, la fisica nucleare ed in campi affini. L'evento si è tenuto sia di persona in Guatemala che online.


Lunedì 5 Settembre, il Prof. Ruffini ha presentato una lecture intitolata "The role of a standard family of Ic Supernovae in BdHN I, BDHN II and BDHN III GRBs"; di seguito l'abstract:
A profound difference has occurred in the analysis of GRBs initially analyzed in the domain of Gamma-ray astronomy with the Compton Gamma Ray Observatory and the BATSE Detector with the extension to X-Ray Astronomy and optical astronomy introduced by Beppo SAX and the KEK and VLT optical observatory, followed by the AGILE, Fermi mission, Niels Gehrels SWIFT mission as well as HEHSS and MAGIC observations.
An authentic "Copernican revolution" has occurred in the transition from the traditional model of GRBs originating in a single star progenitor (collapsar) to GRBs with a binary progenitor composed of a CO core and a companion NS.
We evidence from 24 SN observations related to GRBs that all of them, once analyzed with the general relativistic corrections can be identified with I Bc Sn with a common value of the Luminosity and common time of occurrence of the peak of the optical emission .this can be understood in term of a precursor composed of a CO core and a binary NS companion. By contrast, the GRBs differ profoundly in their energetic which can be expressed in terms of 3 different classes of BDHNe: BDHNI, BDHNII, BDHN III, also originating from Precursors composed of a CO core and a Binary companion.
It is pointed out how the analysis of these systems has profoundly modified the concept of the BH and the associated fundamental physics necessary for their description since the "introducing of the Black Hole" by Ruffini and Wheeler in 1971. At first, it is illustrated how the most radical change has occurred in the introduction of the effective BH charge, with an electric field only function of the BH dimensionless spin and a background magnetic field Bo. This definitely indicates the abandon of the Kerr-Newmann solution in favor of the Kerr metric, for energy extraction processes in BH physics. We then enter in the detailed description of the "seven Seals", the seven Episodes characterizing GRB 190114c and the associated SN 1998 bW.

I proceedings del meeting saranno pubblicati da Astronomische Nachrichten.
Per il sito web del meeting: https://indico.cern.ch/event/921532/



7. Partecipazione ICRANet alla Bad Honnef Physics School, 5-9 Settembre 2022, Bad Honnef (Germania)

Dal 5 al 9 Settembre 2022, il Professor Remo Ruffini, Direttore ICRANet, è stato invitato a presentare una plenary lecture in occasione della Bad Honnef Physics School a Bad Honnef (Germania), insieme al Prof. Liang Li ed al Prof. Rahim Moradi (entrambi Professori della Faculty ICRANet).
Questa Scuola era dedicate agli aspetti osservativi, teorici ed epistemologici della fisica dei Buchi Neri e ha affrontato le seguenti tematiche: definizione preliminare di Buco Nero, evidenza osservativa e possibili spiegazioni alternative per i Buchi Neri, formazione dei Buchi Neri, struttura globale e causalità dello spazio-tempo dei Buchi Neri, definizione esatta di Buco Nero, teoremi della singolarità, unicità delle soluzione del Buco Nero (teorema no-hair), proprietà della stabilità, Buchi Neri nelle teorie generali della gravitazione, modellazione dei Buchi Neri in modelli con gravità analoga, teoria quantistica nello spazio tempo del Buco Nero, Buchi Neri in esatta gravità quantistica, aspetti epistemologici e filosofici dei Buchi Neri. Il meeting è stato co-organizzato dal Prof. Dr. Domenico Giulini (ITP, Università di Hannover & ZARM, Università di Brema), dalla Dr. Eva Hackmann (ZARM, Università di Brema) e dal Prof. Dr. Claus Lämmerzahl (ZARM, Università di Brema).
Giovedì 8 Settembre, il Prof. Ruffini, seguito dal Prof. Li e dal Prof. Moradi, ha presentato una lecture intitolata "The role of a standard family of Ic Supernovae in BdHN I, BDHN II and BDHN III GRBs" ; di seguito l'abstract:
A profound difference has occurred in the analysis of GRBs initially analyzed in the domain of Gamma-ray astronomy with the Compton Gamma Ray Observatory and the BATSE Detector with the extension to X-Ray Astronomy and optical astronomy introduced by Beppo SAX and the KEK and VLT optical observatory, followed by the AGILE, Fermi mission, Niels Gehrels SWIFT mission as well as HEHSS and MAGIC observations.
An authentic "Copernican revolution" has occurred in the transition from the traditional model of GRBs originating in a single star progenitor (collapsar) to GRBs with a binary progenitor composed of a CO core and a companion NS.
We evidence from 24 SN observations related to GRBs that all of them, once analyzed with the general relativistic corrections can be identified with I Bc Sn with a common value of the Luminosity and common time of occurrence of the peak of the optical emission .this can be understood in term of a precursor composed of a CO core and a binary NS companion. By contrast, the GRBs differ profoundly in their energetic which can be expressed in terms of 3 different classes of BDHNe: BDHNI, BDHNII, BDHN III, also originating from Precursors composed of a CO core and a Binary companion.
It is pointed out how the analysis of these systems has profoundly modified the concept of the BH and the associated fundamental physics necessary for their description since the "Introducing of the Black Hole" by Ruffini and Wheeler in 1971. At first, it is illustrated how the most radical change has occurred in the introduction of the effective BH charge, with an electric field only function of the BH dimensionless spin and a background magnetic field Bo. This definitely indicates the abandonment of the Kerr-Newmann solution in favor of the Kerr metric, for energy extraction processes in BH physics. After we enter in the detailed description of the "seven Seals", the seven Episodes characterizing GRB 190114c and the associated SN 1998 bW. We finally enter into the quantum and classic electro dynamical process describing the energy extraction of a BH in the UPE phase of GRBs, in the GeV emission of GRBs, in the emission of synchrotron radiation from spinning NS. Turn then to specific examples in GRB 190114c (Moradi and Liang Li) in GRB 171205 A and GRB 190829A (Wang Yu). Possible presence of Jorge if compatible with Space-time situation.

Per il sito web della Scuola: https://www.dpg-physik.de/veranstaltungen/2022/black-holes



8. Partecipazione ICRANet al 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, 12-16 Settembre 2022, Praga (Repubblica Ceca)

Dal 12 al 16 Settembre 2022, il Professor Remo Ruffini, Direttore ICRANet, è stato invitato a presentare una lecture in occasione del 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, che si è tenuto a Praga (Repubblica Ceca). Oltre a Lui, anche il Prof. Rahim Moradi ed il Prof. Yu Wang (entrambi Professori della Faculty ICRANet) sono stati invitati a presentare una lecture in questa occasione.


Fig. 5: foto di gruppo di tutti i partecipanti al 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics a Praga.

Dal 1963, il Texas Symposium è stato uno dei principali meetings in Astrofisica Relativistica. c Astrophysics. Tradizionalmente, si sposta in tutto il mondo ed ogni 2 anni ha luogo in una città differente. I principali argomenti affrontati nel corso del meeting sono stati la gravitazione (classica, numerica, quantistica, modificata, ed i test), la relatività (Buchi Neri, Stelle di Neutroni, accrezione, motori), Multimessanger (raggi cosmici, neutrini, raggi gamma, raggi X, onde gravitazionali), cosmologia (fondo cosmico di microonde, reionizzazione, Universo primordiale, struttura a larga scala, materia oscura), ma ci sono state anche delle sessioni speciali sul telescopi Event Horizon Telescope, GRAVITY, X-ray Polarimetry ed il James Webb Space Telescope.

Mercoledì 14 Settembre, il Prof. Ruffini ha presentato una lecture intitolata"The role of a standard family of Ic Supernovae in BdHN I, BDHN II and BDHN III GRBs"; di seguito l'abstract:


Fig. 6: Il Prof. Remo Ruffini mentre presenta la sua lecture al 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics a Praga, 14 Settembre 2022.

Following the Beppo SAX mission, the exponential growth of observatories in all wavelengths ranging from radio optical, all the way to X-ray, Mev, Gev, Tev radiation prolific of an exponential growth of data which have been following in the recent 25 years. For this, the BDHN model was started by the concept of induced gravitational collapse (Rueda and Ruffini 2012), evolved collaboration with Los Alamos National Lab and Chris Freyer. The binary model assumes as a progenitor a binary system composed of a Co Core and a binary NS companion see FiG. Three different BDHN types exist mainly as a function of their binary period. The collapse of the Co Core leads to the SN explosion with the creation of a νNS (pulsar) which originates the X-ray afterglow. Starting from these results we can as well pose new problems to be addressed: 1) the possible nature of SN 1054 as a GRB; 2) The universality of the X-ray afterglow in all long GRBs originating from the pulsar; 3) the understanding of the Supernova explosion, including the formation of the new neutron star (pulsar).

Nella stessa giornata, il Prof. Yu Wang (Professore della Faculty ICRANet) ha presentato una lecture intitolata "GRB 190829A - A Showcase of Binary Late Evolution" ; di seguito l'abstract:


Fig. 7: Il Prof. Yu Wang mentre presenta la sua lecture al 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics a Praga, 14 Settembre 2022.

GRB 190829A is the fourth closest gamma-ray burst (GRB) to date (z=0.0785). We show in GRB 190829A, that the double-prompt pulses and the multiwavelength afterglows are consistent with the type II binary-driven hypernova (BdHN II) model. The progenitor is a binary composed of a carbon-oxygen (CO) star and a neutron star (NS) companion. The gravitational collapse of the iron core of the CO star produces a supernova (SN) explosion and leaves behind a new neutron star (νNS) at its center. The accretion of the SN ejecta onto the NS companion and onto the νNS via matter fallback spins up the NSs and produces the double-peak prompt emission. The synchrotron emission from the expanding SN ejecta with the energy injection from the rapidly spinning νNS and its subsequent spin-down leads to the afterglow in the radio, optical, and X-ray. We model the sequence of physical and related radiation processes in BdHNe and focus on individuating the binary properties that play the relevant roles.

Giovedì 15 Settembre 2022, il Prof. Rahim Moradi (Professore della Faculty ICRANet) ha presentato una lecture dal titolo "Nature of the ultra-relativistic prompt emission (UPE) phase in GRB 180720B and GRB 190114C"; di seguito l'abstract:


Fig. 8: Il Prof. Rahim Moradi mentre presenta la sua lecture al 31st Texas Symposium on Relativistic Astrophysics a Praga, 15 Settembre 2022.

We investigate the ultra relativistic prompt emission (UPE) of GRB 180720B and GRB 190114C, observed by Fermi-GBM. The time-resolved spectral analysis performed in time sub-intervals reveals the UPE hierarchical structure: the spectrum in each shorter time interval is always fitted by a composite blackbody plus cutoff power-law model. This structure is explained using the inner engine of a binary-driven hypernova (BdHN) model operating in the quantum electrodynamics (QED) regime. The electric field induced by the gravitomagnetic interaction of the newborn Kerr BH with the surrounding magnetic field is overcritical in this regime. The overcritical field polarizes the vacuum, resulting in an electron-positron pair plasma that loads baryons from its surroundings during its expansion. The dynamics of the self-acceleration of pair-electromagnetic-baryon (PEMB) pulses to their point of transparency are calculated. The radiation timescale, Lorentz factors, and transparency radius of the PEMB pulses are determined to characterize the quantum vacuum polarization process in the sequences of decreasing time bins of the UPE. We also estimate the strength of the surrounding magnetic field and derive a lower limit to the BH mass, and a corresponding upper limit to the spin parameter, under the assumption that the UPE is powered by Kerr BH extractable energy and its mass is bound from below by the NS critical mass.

Per il sito web del meeting: https://texas2021.org/



9. Partecipazione del Prof. Ruffini all'evento "La diplomazia culturale tra l'Italia e le Americhe", 7 Luglio 2022, Senato italiano a Roma (Italia)

Il 7 Luglio 2022, il Prof. Ruffini è stato invitato a partecipare all'evento "La diplomazia culturale tra l'Italia e le Americhe", svoltosi presso la sala Capitolare del Senato italiano a Roma.
La conferenza è stata organizzata dal Senatore della Repubblica italiana Pier Ferdinando Casini, in collaborazione con il think tank americano Renaissance Evolution, che mira alla promozione della cultura come motore del dialogo, dell'armonia e della ricchezza tra persone e paesi. Alcune eminenti personalità hanno partecipato alla conferenza ed hanno preso la parola; tra essi, il Ministro italiano della cultura Dario Franceschini, l'Arcivescovo Vincenzo Paglia, l'Ambasciatore d'Italia a Santo Domingo Stefano Queirolos Palmas, il Segretario generale dell'Organizzazione internazionale italo - latino - americana Antonella Cavallari, l'esperto di geopolitica Michele Pavan e l'analista politico Tim Phillips.
Per il video della conferenza: https://www.youtube.com/watch?v=xTDPZFOTuHI



10. Il Prof. Massimo Della Valle, Presidente del Comitato Scientifico ICRANet, nominato socio corrispondente dell'Accademia dei Lincei

E' con grande piacere che annunciamo che il Prof. Massimo Della Valle, Direttore dell'Osservatorio astronomico di Capodimonte e Presidente del Comitato Scientifico ICRANet, è stato nominato socio corrispondente dell'Accademia dei Lincei il 28 Luglio 2022, per la divisione di Scienze fisiche.
Per la notizia sul sito web dell'Accademia dei Lincei: https://www.lincei.it/it/news/nuovi-soci-2022



11. Numero speciale di Philosophical Transactions A della Royal Society Publishing "The future of mathematical cosmology (part 1)", compilata e redatta dal Prof. Spiros Cotsakis e dal Prof. Alexander Yefremov

La Royal Society Publishing ha recentemente pubblicato un numero special di Philosophical Transactions A, intitolato "The future of mathematical cosmology (part 1)", compilata e redatta dal Prof. Spiros Cotsakis e dal Prof. Alexander P. Yefremov. Di seguito l'abstract:
What are the main achievements in theoretical cosmology in the past 100 years? What is its present status and future prospects? What do we know about the big bang, dark energy, the future of the universe, the shape of spacetime, the multiverse, and the quantum nature of the cosmos? Mathematical cosmology was born in 1917 when Albert Einstein showed us how to build entire universes consistent with the laws of physics. Since then, it has developed into a fascinating field providing explanations for the new data and observations. This theme issue is the first devoted solely to the intricate nature of the universe, and provides a clear outline for future developments in this fundamental area of modern science.

Gli articoli possono essere direttamente consultati al seguente link: http://www.bit.ly/TransA-2222



12. Visite scientifiche presso l'ICRANet

• Prof. Soroush Shakeri (Isfahan University of Technology, Iran), 2 Luglio - 17 Agosto 2022
• Prof. Massimo Della Valle (Osservatorio astronomico di Capodimonte - Italia), 6 - 9 Luglio 2022
• Prof. Carlos Raul Arguelles (UNLP Argentina), 6 - 20 Luglio 2022
• Prof. Yerlan Aimuratov (Fesenkov Astrophysical Institute e Al-Farabi Kazakh National University - Kazakhstan), 11 Giugno - 31 Luglio 2022
• Tursynbek Yernazarov (Al-Farabi Kazakh National University - Kazakhstan), 23 Giugno - 9 Settembre 2022
• Prof. Behzad Eslam Panah (University of Mazandaran, Iran), 1 - 25 Settembre 2022
• Prof. Sergio Torres (Centro Internacional de Fisica, Bogotà, Colombia), 13 - 16 Settembre 2022

Prof. Soroush Shakeri Prof. Massimo Della Valle Prof. Carlos Arguelles Prof. Yerlan Aimuratov Tursynbek Yernazarov Prof. Behzad Eslam Panah Prof. Sergio Torres


Durante la loro visita, questi scienziati hanno avuto l'opportunità di discutere le loro ricerche scientifiche e di avere interessanti scambi con gli altri ricercatori dell'ICRANet e da diverse parti del mondo.



13. Pubblicazioni recenti

F. Rastegarnia, R. Moradi, J. A. Rueda, R. Ruffini, Liang Li, S. Eslamzadeh, Y. Wang & S. S. Xue, The structure of the ultrarelativistic prompt emission phase and the properties of the black hole in GRB 180720B, published on September 2, 2022 in the European Physical Journal C, volume 82, article number 778.
In analogy with GRB 190114C, we here analyze the ultrarelativistic prompt emission (UPE) of GRB 180720B observed in the rest-frame time interval trf=4.84-10.89 s by Fermi-GBM. We reveal the UPE hierarchical structure from the time-resolved spectral analysis performed in time sub-intervals: the spectrum in each shorter time interval is always fitted by a composite blackbody plus cutoff power-law model. We explain this structure with the inner engine of binary-driven hypernova (BdHN) model operating in a quantum electrodynamics (QED) regime. In this regime, the electric field induced by the gravitomagnetic interaction of the newborn Kerr BH with the surrounding magnetic field is overcritical, i.e., E ≥ Ec, where Ec=m2e3/(eā„). The overcritical field polarizes the vacuum leading to an e+ e pair plasma that loads baryons from the surroundings during its expansion. We calculate the dynamics of the self-acceleration of the pair-electromagnetic-baryon (PEMB) pulses to their point of transparency. We characterize the quantum vacuum polarization process in the sequences of decreasing time bins of the UPE by determining the radiation timescale, Lorentz factors, and transparency radius of the PEMB pulses. We also estimate the strength of the surrounding magnetic field ∼1014 G, and obtain a lower limit to the BH mass, M=2.4 MāŠ™, and correspondingly an upper limit to the spin, α=0.6, from the conditions that the UPE is powered by the Kerr BH extractable energy and its mass is bound from below by the NS critical mass.
DOI: https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10750-x


Wang, Yu; Rueda, J. A.; Ruffini, R.; Moradi, R.; Li, Liang; Aimuratov, Y.; Rastegarnia, F.; Eslamzadeh, S.; Sahakyan, N.; Zheng, Yunlong, GRB 190829A-A Showcase of Binary Late Evolution, published on September 14, 2022 in The Astrophysical Journal, Volume 936, Issue 2, id.190.
GRB 190829A is the fourth-closest gamma-ray burst to date (z = 0.0785). Owing to its wide range of radio, optical, X-ray, and very-high-energy observations by HESS, it has become an essential new source that has been examined by various models with complementary approaches. Here, we show in GRB 190829A that the double prompt pulses and the three multiwavelength afterglows are consistent with the type II binary-driven hypernova model. The progenitor is a binary composed of a carbon-oxygen (CO) star and a neutron star (NS) companion. The gravitational collapse of the iron core of the CO star produces a supernova (SN) explosion and leaves behind a new NS (νNS) at its center. The accretion of the SN ejecta onto the NS companion and onto the νNS via matter fallback spins up the NSs and produces the double-peak prompt emission. The synchrotron emission from the expanding SN ejecta, with energy injection from the rapidly spinning νNS and its subsequent spindown, leads to the afterglow in the radio, optical, and X-ray bands. We model the sequence of physical and related radiation processes in BdHNe, and focus on individuating the binary properties that play the relevant roles.
DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac7da3


Becerra, L. M.; Moradi, R.; Rueda, J. A.; Ruffini, R.; Wang, Y, The first minutes of a binary-driven hypernova, accepted for publication on September 21, 2022 in Physical Review D.
We simulate the first minutes of the evolution of a binary-driven hypernova (BdHN) event, with a special focus on the associated accretion processes of supernova (SN) ejecta onto the newborn neutron star (νNS) and the NS companion. We calculate the rotational evolution of the νNS and the NS under the torques exerted by the accreted matter and the magnetic field. We take into account general relativistic effects and use realistic hypercritical accretion rates obtained from three-dimensional smoothed-particle-hydrodynamics (SPH) numerical simulations of the BdHN for a variety of orbital periods. We show that the rotation power of the νNS has a unique double-peak structure while that of the NS has a single peak. These peaks are of comparable intensity and can occur very close in time or even simultaneously depending on the orbital period and the initial angular momentum of the stars. We outline the consequences of the above features in the early emission and their consequent observation in long gamma-ray bursts (GRBs).
ArXiv: https://arxiv.org/abs/2208.03069


Rueda, J. A.; Ruffini, R.; Li, L.; Moradi, R.; Rodriguez, J. F.; Wang, Y., Evidence for the transition of a Jacobi ellipsoid into a Maclaurin spheroid in gamma-ray bursts, accepted for publication on September 21, 2022 in Physical Review D.
In the binary-driven hypernova (BdHN) scenario, long gamma-ray bursts (GRBs) originate in a cataclysmic event that occurs in a binary system composed of a carbon-oxygen (CO) star and a neutron star (NS) companion in close orbit. The collapse of the CO star generates at its center a newborn NS (νNS), and a supernova (SN) explosion. Matter from the ejecta is accreted both onto the νNS because of fallback and onto the NS companion, leading to the collapse of the latter into a black hole (BH). Each of the ingredients of the above system leads to observable emission episodes in a GRB. In particular, the νNS is expected to show up (hereafter νNS-rise) in the early GRB emission, nearly contemporary or superimposed to the ultrarelativistic prompt emission (UPE) phase, but with a different spectral signature. Following the νNS-rise, the νNS powers the afterglow emission by injecting energy into the expanding ejecta leading to synchrotron radiation. We here show that the νNS-rise and the subsequent afterglow emission in both systems, GRB 180720B and GRB 190114C, are powered by the release of rotational energy of a Maclaurin spheroid, starting from the bifurcation point to the Jacobi ellipsoid sequence. This implies that the νNS evolves from a triaxial Jacobi configuration, prior to the νNS-rise, into the axially symmetric Maclaurin configuration observed in the GRB. The triaxial νNS configuration is short-lived (less than a second) due to a copious emission of gravitational waves, before the GRB emission, and it could be in principle detected for sources located at distances closer than 100 Mpc. This appears to be the sole process of emission of gravitational waves in long GRBs.
ArXiv: https://arxiv.org/abs/2203.16876


G. Vereshchagin, M. Prakapenia, Kinetics of Degenerate Electron-Positron Plasmas, published on September 9, 2022 in Universe.
Relativistic plasma can be formed in strong electromagnetic or gravitational fields. Such conditions exist in compact astrophysical objects, such as white dwarfs and neutron stars, as well as in accretion discs around neutron stars and black holes. Relativistic plasma may also be produced in the laboratory during interactions of ultra-intense lasers with solid targets or laser beams between themselves. The process of thermalization in relativistic plasma can be affected by quantum degeneracy, as reaction rates are either suppressed by Pauli blocking or intensified by Bose enhancement. In addition, specific quantum phenomena, such as Bose-Einstein condensation, may occur in such a plasma. In this review, the process of plasma thermalization is discussed and illustrated with several examples. The conditions for quantum condensation of photons are formulated. Similarly, the conditions for thermalization delay due to the quantum degeneracy of fermions are analyzed. Finally, the process of formation of such relativistic plasma originating from an overcritical electric field is discussed. All these results are relevant for relativistic astrophysics as well as for laboratory experiments with ultra-intense lasers.
DOI: https://www.mdpi.com/2218-1997/8/9/473


J. Sedaghat, S.M. Zebarjad, G.H.Bordbar, B. Eslam Panah, R. Moradi, Is the remnant of GW190425 a strange quark star?, published on August 18, 2022 in Physics Letters B, Volume 833, 10 October 2022, 137388.
This study investigates the effects of different QCD models on the structure of strange quark stars (SQS). In these models, the running coupling constant has a finite value in the infrared region of energy. By imposing some constraints on the strange quark matter (SQM) and exploiting the analytic and background perturbation theories, the equations of states for the SQM are obtained. Then, the properties of SQSs in general relativity are evaluated. By using component masses of GW190425 [1] as well as some conversion relations between the baryonic mass and the gravitational mass, the remnant mass of GW190425 is obtained. Our results for the maximum gravitational mass of SQS are then compared with the remnant mass of GW190425. The results indicate that the obtained maximum gravitational masses are comparable to the remnant mass of GW190425. Therefore, it is proposed that the remnant mass of GW190425 might be a SQS.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2022.137388
 
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