| Newsletter Russian April/May 2023 |
|
|
ICRANet Newsletter
2014 -
2015 -
2016
2017 - 2018 - 2019 2020 - 2021 - 2022 2023 February/March - April/May - June/July/August - September/October
ICRANet Newsletter
April/May 2023
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
1. Научные достижения: ICRA – Пресс-релиз ICRANet – Образование сверхмассивных черных дыр в результате коллапса ядра фермионной темной материи 2. Визит проф. Руффини в США, 18-23 мая 2023 г. 3. ICRANet GCN 33723, 4 мая 2023 г. 4. Участие ICRANet в международной конференции AbdildinReading. Актуальные проблемы современной физики, 12 – 15 апреля 2023 г. Алматы (Казахстан) 5.Участие ICRANet во Второй международной конференции Национального института физики (НИФ), 28-29 апреля 2023 г., Тирана (Албания) 6. Измерение Солнца Луной: кольцеобразное полное солнечное затмение с 1567 года по сегодняшний день. Гербертианскиедни с 20 апреля по 17 мая 2023 года, онлайн-встречи 7. Научныевизиты в ICRANet 8.Последние публикации
1. Научные достижения: ICRA – Пресс-релиз ICRANet – Образование сверхмассивных черных дыр в результате коллапса ядра фермионной темной материи
Фундаментальные вопросы о происхождении и росте сверхмассивных черных дыр на самых ранних стадиях жизни Вселенной, примерно до 800 миллионов лет после Большого взрыва, бросают вызов научному сообществу. Международная команда ICRANet в сотрудничестве с исследователями из Университета Ла-Плата (Аргентина), Университета Сантьяго-де-Кали (Колумбия) и Казахского университета им. аль-Фараби ( Казахстан ) внесла решающий вклад, предложив новый механизм, объясняющий, как эти сверхмассивные гиганты возникают и растут так быстро и быстро. Новинка была опубликована 31 мая 2023 года в престижном журнале MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety: https://doi.org/10.1093/mnras/stad1380.
Наблюдения в центральных областях активных галактик, которые крупнее и массивнее Млечного Пути и имеют очень интенсивное излучение, предполагают, что сверхмассивные черные дыры несут ответственность за генерацию излучения энергии через струи вещества, вылетающие из центра этих галактик. Однако, в отличие от случая черных дыр звездного происхождения, образовавшихся в результате гибели звезды с массой, подобной массе Солнца, до сих пор ведутся острые споры о происхождении и основном канале образования прародителей (или семян) этих сверхмассивных гигантов, образовавшихся в ранней Вселенной.
В статье команда предлагает новый механизм образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, полностью отличный от существующих моделей, связанных с гравитационным коллапсом первичного газа или гипотетических массивных звезд. Новая модель показывает, что сверхмассивные черные дыры возникают в результате гравитационного коллапса плотных ядер темной материи, возникающих в центре галактических гало в момент их образования, согласно модели фермионных гало темной материи, предложенной теми же экспертами в предыдущих исследованиях. Актуальность этого нового результата является как наблюдательной, так и теоретической.Что касается наблюдений, то показано, что эти зародыши или прародители черных дыр, образованные из темной материи, будут рождаться с массами от миллионов до сотен миллионов раз больше массы Солнца, а затем, однажды сформировавшись, расти за счет аккреции (или включения) обычной материи до значений, выведенных из наблюдений, сделанных с помощью больших телескопов. На рис. 1 показана эволюция массы черной дыры для различных затравок (правая панель ) в новом канале формирования, а также для ряда фермионных частиц темной материи или масс даркино . Как ясно показано на рисунке, семена черных дыр, образовавшиеся в результате гравитационного коллапса ядер плотной темной материи, могут вырасти до 10 9 -10 10 M⊙ за долю первого миллиарда лет жизни Вселенной. На левой панели рис. 1 показана эволюция нормированного спина черной дыры для различных значений эффективности β.
С теоретической точки зрения впервые было найдено новое решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна, ведущее к распределению темной материи, ядро которой находится на грани гравитационного коллапса, в сторону массивной черной дыры. Это решение подразумевает, что та же самая темная материя, которая образует плотное ядро, окружена более разбавленным ореолом, который объясняет кривые вращения галактики, и все это в реалистичной и единой картине.
Больше подробностей: О росте сверхмассивных черных дыр, образовавшихся в результате гравитационного коллапса фермионных ядер темной материи, Аргуэльес К.Р., Бошкаев К., Крут А. , Нурбахит Г. , Руэда Дж., Руффини Р., Юнис Д., Урибе-Суарес Р. , Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, том 523, выпуск 2, август 2023 г., стр. с 2209– 2218.
Ссылка на сайт журнала: https://doi.org/10.1093/mnras/stad1380
Ссылка на ArXiv:https://arxiv.org/abs/2305.02430 Ссылка на пресс-релиз ICRA-ICRANet: http://icranet.org/communication/31052023/eng.pdf Ссылка на пресс-релиз на веб-сайте CONICET-Argentina: https://laplata.conicet.gov.ar/proponen-una-posible-explicacion-a-como-se-formaron-los-agujeros-negros-supermasivos-en-el-universo-temprano/ Другие пресс-релизы и контактная информация: твиты журналов Королевского астрономического общества (РАН) https://twitter.com/RAS_Journals/status/1664678764356435969 Контактное лицо: проф. Карлос Р. Аргуэльес (UNLP, CONICET и ICRANet) Электронная почта:carguelles@fcaglp.unlp.edu.ar Проф. Ремо Руффини (директор ICRANet) Телефон: (+39) 085 2305 4201, мобильный: (+39) 339 475 2566 Электронная почта: ruffini@icra.it
2. Визит проф. Руффини в США, 18-23 мая 2023 г.
С 18 по 23 мая 2023 года профессор Ремо Руффини, директор ICRANet, посетил США. В частности, до субботы 20 мая он посетил Принстонский университет, а также Институт перспективных исследований (IAS) в Принстоне, поскольку его пригласили принять участие в «Дне основателей IAS 2023».
С момента своего основания IAS всегда был инкубатором и ускорителем новаторских идей и научных исследований. Каждый год Институт организует ежегодное мероприятие в честь Луи Бамбергера и Кэролайн БамбергерФулд, братьев и сестер-филантропов, основавших и пожертвовавших IAS 20 мая 1930 года, что обеспечило его прочную и существенную независимость. Ежегодное мероприятие, организованное в этом году 19 мая, было призвано отпраздновать их видение, а также видение преподавателей, Совета, членов и сотрудников, которые вместе обеспечивают, чтобы работа Института сегодня была столь же важной, как и когда-либо. Во время этого праздника посетителям было предложено осмотреть выставки, посвященные истории Института, а затем библиотеки и архивы IAS. Архивариусы также предоставили ученым возможность просмотреть и подписать свое имя в реестре IAS, подписанном преподавателями и членами реестре, который ведется с момента основания Института. Первоначальные подписанты включают Эйнштейна и многих других известных имен, таких как Джон фон Нейман, Курт Гёдель и Анна Стаффорд. ТакжеимяпрофессораРуффини присутствовало в этом Реестре IAS.
Подробнее о программе встречи: https://www.ias.edu/founders-day-2023 .
Записанный отчет о мероприятии (профессор Руффини виден на минуте 1:00):https://www.youtube.com/watch?v=focxomx7t3w&t=1s . Вскоре после этой встречи в Принстоне профессор Руффини вылетел в Сан-Франциско, чтобы посетить Стэнфордский университет и, в частности, Лабораторию экспериментальной физики Хансена (HEPL). Во время этого визита он встретился с профессором Кентом Ирвином (директор HEPL), профессором Джорджио Гратта,Рисой Векслер (директором Института астрофизики элементарных частиц и космологии им . По этому случаю профессор Ю Ван, президент ICRA и профессор факультета ICRANet, присоединился ко всем остальным через GoToMeeting в понедельник, 22 мая, чтобы сделать презентацию о последних научных результатах и текущих исследованиях ICRA и ICRANet. Эта встреча также послужила хорошей возможностью укрепить текущие совместные исследования миссии GravityProbeB, а также недавние астрофизические разработки и сотрудничество с профессором Питером Майкельсоном, ответственным за программу FERMI
3. ICRANet GCN 33723, 4 мая 2023 г.
НАЗВАНИЕ: ЦИРКУЛЯР GCN
НОМЕР: 33723 ТЕМА: GRB 230430A: короткий гамма-всплеск от слияния нейтронных звезд. ДАТА: 23.05.04 08:30:05 МСК ОТ: Ремо Руффини из ICRA R. Ruffini, Y. Aimuratov, L. Becerra, C.L. Bianco, C. Cherubini, S. Filippi, M. Karlica, Liang Li, R. Moradi, F. Rastegar Nia, J.A. Rueda, N. Sahakyan, Y. Wang, S.S. Xue, on behalf of the ICRANet team, report: GRB 230430A, по-видимому, имеет сильное сходство с GRB 090510, возникшим в результате слияния двойных нейтронных звезд (Ruffinietal., 2016). И в этом случае сверхновая не ожидается. Следует обратить внимание на определение временного наклона поздней рентгеновской светимости, которая для длинных гамма-всплесков совпадает с общепринятым значением степенного индекса послесвечения -1,48+/-0,32, а для коротких гамма-всплесков имеет другую степенную зависимость, требующую подтверждения (см. рис. 5 в Ruffinietal., 2016). Светимость в ГэВ для длинных гамма-всплесков имеет временной степенной индекс -1,19+/-0,04, а для коротких гамма-всплесков - временной степенной индекс -1,29+/-0,06 (Ruffinietal., 2021). Подтверждение значений обоих наклонов в GRB 230430A настоятельно рекомендуется, чтобы отличить короткие гамма-всплески от длинных. Мы рекомендуем следить за возможным появлением сигнала килоновой. Использованная литература: Руффини, Р.; Муччино, М.; Аймуратов Ю.; и другие.; ApJ, 831 (2016) 178 Руффини, Р.; Моради, Р.; Руэда, Дж. А.; и другие.; МНРАН, 504 (2021) 5301.
4. Участие ICRANet в международной конференции AbdildinReadings. Актуальные проблемы современной физики, 12 – 15 апреля 2023 г. Алматы (Казахстан)
С 12 по 15 апреля 2023 г. профессор Ремо Руффини (директор ICRANet) и Шуруй Чжан (приглашенный научный сотрудник ICRANet из USTC — Китай) были приглашены для чтения лекции по случаю МеждународнойконференцииAbdildin Readings. Актуальные проблемы современной физики, проходящей как в КазНУ им. аль- Фараби в Алматы (Казахстан), так и онлайн.
Первое заседание этой серии было организовано в 2013 году по случаю 75-летияакадемика Мейрхана Абдильдина, а в этом году, естественно, конференция организована по случаю его 85-летия. Основные темы конференции охватили основные области современной физики, в том числе теоретическую физику, физику ядра и элементарных частиц, астрофизику и космологию, физику космических лучей, физику плазмы, физику конденсированного состояния, теплофизику, биофизику, медицинскую физику, методические и философские проблемы физики. Основной целью конференции было содействие сотрудничеству между Центральной Азией и ключевыми странами-партнерами региона, а также координация исследований высокого уровня по актуальным темам физики на международном уровне и поощрение плодотворного сотрудничества между активными исследователями и одаренными представителями молодого поколения. В среду, 12 апреля, профессор Руффини представил лекцию под названием «Новая физика и астрофизика от гамма-всплесков»; здесь под аннотацией: Наблюдения сверхновых Ic (Ic / SNe ), происходящих после мгновенного выброса длинных гамма-всплесков (GRB), рассматриваются в рамках модели гиперновой, управляемой двойными звездами (BdHN). Здесь гамма-всплески происходят от двойной системы, состоящей из углеродно-кислородной (CO) звезды с массой ∼ 10 M ⊙ и нейтронной звезды- компаньона (NS). Мы предполагаем, что эти же предки произошли от Ic /SN. Двойная эволюция сильно зависит от двойного периода, Pbin . Триггер, даваемый коллапсом ядра СО, на время Pbinдо нескольких часов приводит к Ic /SN с быстровращающейся NS( νNS) в 8 центре. Для Pbin ∼ 4–5 мин происходят BdHNI с энергиями 10 52 – 10 54 эрг, вклад черной дыры (ЧД), созданной коллапсом компаньона НЗ, создает излучение в Мэв /ГэВ. ν НС длительностью ∼ 1 миллисекундысоздаетсинхротроннымизлучениемрентгеновскоепослесвечение. При Pbin ∼ 10 мин происходит BdHNII с энергиями 10 50 –10 52 эрг. При Pbin∼ часов происходит BdHNIII с энергиями ниже 10 50 эрг. 1–1000 мс ν NS во всех BdHNe вызывает рентгеновское послесвечение синхротронным излучением. SNIc следует независимой эволюции, становясь наблюдаемой по распаду никеля после мгновенного излучения гамма-всплеска. Мы сообщаем о 24 Ic / SNe, связанных с BdHNe, их оптическая пиковая светимость и время их появления аналогичны и не зависят от связанных гамма-всплесков. Мы приводим четыре примера BdHNe и связанных с ними гиперновых. Мы впервые приближаемся к новым физическим процессам в BdHNe; мы идентифицируем семь эпизодов и их подписи в их спектрах. В то т же день Шуруи Чжан выступил с до кладо м «Преобразование энергии вращения ЧД Керра» Для сайта встречи:http://kazps.kz/index.php?page=conferences/AR
5. Участие ICRANet во Второй международной конференции Национального института физики (НИФ), 28-29 апреля 2023 г., Тирана (Албания)
С 28 по 29 апреля 2023 г. профессор Ремо Руффини (директор ICRANet) и Шуруи Чжан (приглашенный научный сотрудник ICRANet из USTC – Китай) были приглашены для чтения лекции по случаю второй Международной конференции Национального института физики (NIP), которая проходила в Академии наук Албании в Тиране.
NIP направлен на продвижение современных знаний и передового опыта в физике в Албании и на международном уровне. Основные цели конференции включали распространение исследовательских достижений в контексте последних достижений в области физики (включая преподавание), укрепление сети сотрудничества между албанскими и зарубежными физиками, а также расширение NIP за счет новых членов.
В пятницу, 28 апреля, профессор Руффини представил лекцию под названием «Новая физика и астрофизика от гамма-всплесков» ; здесь под аннотацией: The observations of Ic supernovae (Ic/SNe) occurring after the prompt emission of long gamma ray bursts (GRBs) are addressed within the binary-driven hypernova (BdHN) model. Here, the GRBs originate from a binary composed of a ∼ 10 M⊙ carbon-oxygen (CO) star and a companion neutron star (NS). We assume these same progenitors originate the Ic/SN. The binary evolution depends strongly on the binary period, Pbin. The trigger, given by the CO core collapse, for Pbin of up to a few hours leads to an Ic/SN with a fast-spinning NS (νNS) at its center. For Pbin∼ 4–5 min, BdHN I occur with energies 1052 – 1054 erg, a contribution by the black hole (BH) created by the NS companion collapse, originates the Mev/GeV radiations. The ∼ 1 millisecond νNS originates, by synchrotron radiation, the X-ray afterglow. For Pbin∼ 10 min, BdHN II occurs with energies of 1050–1052erg. For Pbin∼ hours, BdHN III occurs with energies below 1050 erg. The 1–1000 ms νNS, in all BdHNe, originates the X-ray afterglow by synchrotron emission. The SN Ic follows an independent evolution, becoming observable by the nickel decay after the GRB prompt emission. We report 24 Ic/SNe associated with BdHNe, their optical peak luminosity and their time of occurrence are similar and independent of the associated GRBs. We give four examples of BdHNe and their associated hypernovae. We approach, for the first time, new physical processes in BdHNe; we identify seven episodes and their signatures in their spectra. В то т же день Шуруи Чжан выступил с до кладо м «Преобразование энергии вращения ЧД Керра» Для сайта встречи: https://ikf-akad.al/english/
6. Измерение Солнца Луной: кольцеобразное полное солнечное затмение с 1567 года по сегодняшний день. Гербертианскиеднис 20 апреля по 17 мая 2023 года, онлайн-встречи
Ежегодный конгресс в честь Герберта Орийакского , ученого, астронома-схоластика и Папы Римского, проходил с 20 апреля по 17 мая 2023 года и координировался, как и предыдущие, профессором КостантиноСигизмонди, сотрудником ICRANet, на международном уровне. В это мго ду о нбыл о рганизо ван в виде сер ии из 4 о нлайн-уроков, которые состоялись соответственно 20 апреля, 4 мая, 11 мая и 17 мая 2023 года; вот почему он был переименован в « Дни Герберта » .
Луна и Солнце: один имеет диаметр 1 миллион с половиной км, другой 3480 км, один находится на расстоянии 150 миллионов км от Земли, другой на расстоянии 384 000 км. В четверг, 20 апреля, в 3 часа ночи на Восточном Тиморе, в южной части Индийского океана, а также на северо-западе Австралии произошло редкое солнечное и гибридное затмение, а именно кольцеобразное в крайних точках и полное в середине диапазона. Мы используемì Луну, которая никогда не меняла своего диаметра с тех пор, как затвердела, чтобы измерить Солнце, хорошо зная расстояния между нами, Луной и Солнцем, а также профиль Луны с точностью.
Для получения данных на этот раз профессор Сигизмонди предложил всему международному научному комитету вместо телескопов мобильный телефон в Telegramma астрономов. ATel No 15991: https://www.astronomerstelegram.org/?read=15991 . В этом ATelпрофессор Сигизмонди резюмировал многочисленные уроки, проведенные вместе со студентами, чтобы обнаружить призрачное изображение Солнца Уже в 2012 году мы провели в ICRANetPescara международный конгресс в честь 400-летия со дня смерти Клавио . 20 апреля 2023 года затмению была посвящена встреча с онлайн- мероприятием по следам Кристофоро .Клавио , впервые наблюдавшего и описавшего его, в Риме в 1567 году. 4 мая 2023 года собрание было посвящено подготовке наблюдения полутеневого лунного затмения 5 мая, сдвоенного с солнечным затмением 20 апреля. 11 мая встреча была посвящена открытию 20-го тома Герберта с «Солнцем» Анджело Секки (итальянское издание 1884 года, в настоящее время оцифровано), а также с биографией ГербертусаД'Орильяка — Папы Сильвестра II, к 1020- летию со дня его смерти. Видео полного кольцеобразного солнечного затмения из Западной Австралии: https://www.youtube.com/watch?t=8455&v=ifILl7GeZpE Эксперимент Архимеда по измерению диаметра Солнца В Сиракузах Архимед думал наблюдать восход и заход моря, ставя на линейку цилиндры. С одной стороны линейки он поставил глаз, а цилиндры поставил на расстоянии, которое хотел измерить, чтобы немного затемнить солнце. Профессор Сигизмондирепенте провел эксперимент с камерой обзора в лаборатории ввиду кольцеобразного затмения 20 апреля, чтобы лучше почувствовать дух этого события, а также науки. Название текста Архимеда - Аренарио , и это один из первых классических текстов, в которых изучается диаметр Солнца. Все видео об эксперименте: https://www.youtube.com/playlist?list=PLJaer2KV4929jBTdkwxA1P6rGOYfgpues. Оригинальный текст Архимеда:http://www.icranet.org/scuola_lavoro/2023-2024/20042023/Archimede_Libro_Alfa_Diametro_del_Sole.pdf. Инаугурация Gerbertus 20 Этот журнал, посвященный истории и дидактике науки, достиг 20-го тома (см. его с 2010 г. на www.icra.it/gerbertus). Все темы, затронутые до сих пор, доступны здесь: https://ui.adsabs.harvard.edu/search/p_=0&q=bibstem%3AGerb&sort=date%20desc%2C%20bibcode%20desc. К 1020-летиюГерберта 12 мая 2023 г. (он умер 12 мая 1003 г.) профессор Сигизмонди подготовил цифровое издание монографии No 20 «Солнце Анджело Секки». Не так известно имеет такое же издание на французском языке, вышедшее в 1877 году. «Солнце» было опубликовано посмертно в 1884 году на итальянском языке и до сих пор является действительным текстом для понимания того, что можно увидеть, наблюдая за Солнцем с помощью таких инструментов, как телескоп Мерца диаметром 25 см и фокусным расстоянием 2,5 метра. Этот телескоп сгорел в июле 1958 года, когда находился на центральном куполе Монте-Марио. Специальными гостями этих дней Герберта были профессор Ремо Руффини, директор ICRANet, профессор Паоло Охнер, Астрофизическая обсерватория Азиаго и Университет Падуи, профессор ВирджиниоОлдани, SAS – Астрономическая станция Соццагои профессор ФранческоБеррилли , Римский университет Тор Вергата и Академия Линчеи
Для веб-сайта встречи: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=view&id=1491 Видео урока от 20 апреля 2023 г.: https://www.youtube.com/watch?v=A1iuNAjO4GA Видеозапись урока от 4 мая 2023 г.: https://www.youtube.com/watch?v=R6I2TCdVjW4 Видео урока от 11 мая 2023 г.: https://www.youtube.com/watch?v=8AHFy8rc27s Видео урока от 17 мая 2023 г.: https://www.youtube.com/watch?v=17-PYE3KVw0
7.Научные визиты в ICRANet
•Проф. Серхио Торрес (Centro Internacional de Fisica, Богота, Колумбия), 3–28 апреля 2023 г.
• Проф. Нарек Саакян (директор ICRANetArmenia), 11-17 мая 2023 г.
• Проф. АрбанУка (Университет Эпока , Албания), 11-14 мая 2023 г. • Проф. Мохамед Гадри(Университет Триполи, Ливия), 11-16 мая 2023 г. • Проф. Массимо Делла Валле (Osservatorio di Capodimonte - Италия), 24-25 мая 2023 г.
Во время своего визита эти ученые имели возможность обсудить свои научные исследования и провести плодотворный обмен идеями с другими исследователями из ICRANet и из разных уголков мира.
8.Последниепубликации
S. O. Komarov, A. K. Gorbatsievich, A. S. Garkun, and G. V. Vereshchagin, Electromagnetic Radiation and Electromagnetic Self-Force of a Point Charge in the Vicinity of the Schwarzschild Black Hole, accepted for publication in Nonlinear Phenomena in Complex Systems, vol. 26, no. 1 (2023), pp. 77 – 82.
A point charge, radially moving in the vicinity of a black hole is considered. Electromagnetic field in a wave zone and in the small neighborhood of the charge is calculated. Numerical results of the calculation of the spectrum of electromagnetic radiation of the point charge are presented. Covariant approach for the calculation of the electromagnetic self-force is used for the case of the slowly moving charge. Numerical results for the self-force in the case of the slow motion of a particle are obtained and compared to the results in literature.
Link: https://doi.org/10.33581/1561-4085-2023-26-1-77-82 Argüelles, C. R.; Becerra-Vergara, E. A.; Rueda, J. A.; Ruffini, R., Fermionic Dark Matter: Physics, Astrophysics, and Cosmology, published in Universe, vol. 9, issue 4 on April 20, 2023.
The nature of dark matter (DM) is one of the most relevant questions in modern astrophysics. We present a brief overview of recent results that inquire into the possible fermionic quantum nature of the DM particles, focusing mainly on the interconnection between the microphysics of the neutral fermions and the macrophysical structure of galactic halos, including their formation both in the linear and non-linear cosmological regimes. We discuss the general relativistic Ruffini–Argüelles–Rueda (RAR) model of fermionic DM in galaxies, its applications to the Milky Way, the possibility that the Galactic center harbors a DM core instead of a supermassive black hole (SMBH), the S-cluster stellar orbits with an in-depth analysis of the S2's orbit including precession, the application of the RAR model to other galaxy types (dwarf, elliptic, big elliptic, and galaxy clusters), and universal galaxy relations. All the above focus on the model parameters' constraints most relevant to the fermion mass. We also connect the RAR model fermions with particle physics DM candidates, self-interactions, and galactic observable constraints. The formation and stability of core–halo galactic structures predicted by the RAR model and their relations to warm DM cosmologies are also addressed. Finally, we provide a brief discussion of how gravitational lensing, dynamical friction, and the formation of SMBHs can also probe the DM's nature.
Argüelles, C. R.; Boshkayev, K.; Krut, A.; Nurbakhyt, G.; Rueda, J. A.; Ruffini, R.; Uribe-Suárez, J. D.; Yunis, R., On the growth of supermassive black holes formed from the gravitational collapse of fermionic dark matter cores, accepted for publication in MNRAS on May 2023.
Observations support the idea that supermassive black holes (SMBHs) power the emission at the center of active galaxies. However, contrary to stellar-mass BHs, there is a poor understanding of their origin and physical formation channel. In this article, we propose a new process of SMBH formation in the early Universe that is not associated with baryonic matter (massive stars) or primordial cosmology. In this novel approach, SMBH seeds originate from the gravitational collapse of fermionic dense dark matter (DM) cores that arise at the center of DM halos as they form. We show that such a DM formation channel can occur before star formation, leading to heavier BH seeds than standard baryonic channels. The SMBH seeds subsequently grow by accretion. We compute the evolution of the mass and angular momentum of the BH using a geodesic general relativistic disk accretion model. We show that these SMBH seeds grow to ∼109 - 1010 M⊙in the first Gyr of the lifetime of the Universe without invoking unrealistic (or fine-tuned) accretion rates.
Helena X. Ren, Matteo Cerruti, Narek Sahakyan, Quasi-periodic oscillations in the γ-ray light curves of bright active galactic nuclei, published in Astronomy & Astrophysics, Volume 672 in April 2023.
Context. The detection of quasi-periodic oscillations (QPOs) in the light curves of active galactic nuclei (AGNs) can provide insights into the physics of the super-massive black holes (SMBHs) powering these systems and could represent a signature of the existence of SMBH binaries, setting fundamental constraints on SMBH evolution in the Universe.
Aims. The identification of long-term QPOs, characterized by periods on the order of several months to years, is particularly challenging and can only be achieved via all-sky monitoring instruments that provide unbiased, continuous light curves of astrophysical objects. The Fermi-LAT satellite, thanks to its monitoring observing strategy, is an ideal instrument for such a goal. Here, we aim to identify QPOs in the γ-ray light curves of the brightest AGNs within the Fermi-LAT catalog. Methods. We analyzed the light curves of the 35 brightest Fermi-LAT AGNs, including data from the beginning of the Fermi mission (August 2008) to April 2021, with energies from 100 MeV to 300 GeV. Two time binnings were investigated: 7 and 30 days. The search for quasi-periodic features was then performed using the continuous wavelet transform. The significance of the result was tested via Monte Carlo simulations of artificial light curves with the same power spectral density and probability distribution function as the original light curves. The significances were then corrected for the look-elsewhere effect and provided as post-trials. Results. We identified 24 quasars with candidate QPOs. Several of our candidates coincide with previous claims in the literature, namely: PKS 0537−441, S5 0716+714, Mrk 421, B2 1520+31, and PKS 2247−131. All our candidates are transient. The most significant multi-year QPO, with a period of about 1100 days, was observed in the quasar S5 1044+71. It is reported here for the first time.
Sahakyan, N.; Harutyunyan, G. ; Israyelyan, D., Origin of multiwavelength emission from flaring high redshift blazar PKS 0537-286, published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 521, Issue 1 on May 2023.
The high redshift blazars powered by supermassive black holes with masses exceeding 109 M⊙ have the highest jet power and luminosity and are important probes to test the physics of relativistic jets at the early epochs of the Universe. We present a multifrequency spectral and temporal study of high redshift blazar PKS 0537-286 by analysing data from Fermi-LAT, NuSTAR Swift XRT, and UVOT. Although the time averaged γ-ray spectrum of the source is relatively soft (indicating the high-energy emission peak is below the GeV range), several prominent flares were observed when the spectrum hardened and the luminosity increased above 1049 erg s-1. The X-ray emission of the source varies in different observations and is characterized by a hard spectrum ≤1.38 with a luminosity of >1047 erg s-1. The broad-band spectral energy distribution in the quiescent and flaring periods was modelled within a one-zone leptonic scenario assuming different locations of the emission region and considering both internal (synchrotron radiation) and external (from the disc, broad-line region, and dusty torus) photon fields for the inverse Compton scattering. The modelling shows that the most optimistic scenario, from the energy requirement point of view, is when the jet energy dissipation occurs within the broad-line region. The comparison of the model parameters obtained for the quiescent and flaring periods suggests that the flaring activities are most likely caused by the hardening of the emitting electron spectral index and shifting of the cut-off energy to higher values.
Link: https://doi.org/10.1093/mnras/stad517 B. EslamPanah, Charged Accelerating BTZ Black Holes, accepted for publication in Fortschritte der Physik (Progress of Physics).
In this paper, we first extract general uncharged accelerating BTZ black hole solutions and study some of their properties. Our analysis shows that spacetime's asymptotical behavior depends on four parameters: the cosmological constant, mass, acceleration, and topological constant. Then, we study the temperature of these black holes and find that the temperature is always positive for AdSspacetime. Next, we extend our study for extracting charged accelerating BTZ black hole solutions in the presence of a nonlinear electrodynamics field known as conformally invariant Maxwell. Our findings indicate a coupling between the electrical charge and other quantities of the accelerating BTZ black holes. The asymptotical behavior of charged accelerating BTZ black holes depends on five parameters: the cosmological constant, the electrical charge, mass, the acceleration parameter, and the topological constant. Then, we studied the effects of charge, acceleration parameters, and the topological constant on the root of these black holes. Finally, we investigate the temperature of these black holes in AdSspacetime. For these black holes, the temperature depends on the electrical charge, accelerating parameter, and cosmological constant. Our analysis indicates that the temperature of charged accelerating BTZ AdS black holes is always positive.
Link: https://arxiv.org/abs/2203.12619 Antonio Enea Romano, MairiSakellariadou, The mirage of luminal modified gravitational-wave propagation, accepted for publication in Physical Review Letter.
Using conformal invariance of gravitational waves, we show that for a luminal modified gravity theory, the gravitational-wave propagation and luminosity distance are the same as in general relativity. The relation between the gravitational-wave and electromagnetic-wave luminosity distance gets however modified for electromagnetism minimally coupled to the Jordan frame metric. Using effective field theory we show that the modified relation obtained for luminal theories is also valid for non-luminal theories with Jordan frame matter-gravity coupling. We generalise our analysis to a time-dependent speed of gravitational waves with matter minimally coupled to either the Jordan or Einstein frame metrics.
Shakeri, Soroush; Hajkarim, Fazlollah, Probing axions via light circular polarization and event horizon telescope, published in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Volume 2023, Issue 04 on April 11, 2023.
The impact of axion-like particles on the light polarization around the horizon of supermassive black hole (SMBH) is discussed in the light of the latest polarization measurement of the Event Horizon Telescope (EHT). We investigate different sources of the polarization due to axion interaction with photons and the magnetic field of SMBH. These can modify the linear and circular polarization parameters of the emitted light. We have shown that a significant circular polarization can be produced via the photon scattering from the background magnetic field with axions as off-shell particles. This can further constrain the parameter space of ultralight axion-like particles and their couplings with photons. The future precise measurements of circular polarization can probe the features of ultralight axions in the near vicinity of SMBH.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||