Home arrow Research Groups arrow Relativistic Astrophysics
Relativistic Astrophysics Print E-mail
Article Index

Topics of Research:

Gamma-Ray Bursts

L'impegno maggiore è rappresentato dal costruire il primo modello dettagliato per la descrizione dei Gamma-Ray Bursts (GRBs). Tali ricerche si basano sui classici lavori di D.Christodoulou & R.Ruffini (1971) e di T.Damour & R.Ruffini (1974). In tali lavori si erano rispettivamente determinata la formula di massa dei buchi neri nonché studiati i processi di polarizzazione del vuoto alla Heisenberg-Euler in buchi neri. A partire dal 1997 si sono avute in questa ricerca alcune fasi determinanti. Si sono dapprima studiati i dettagli dei processi di polarizzazione del vuoto, con la creazione del nuovo concetto di "diadosfera" di un buco nero. Si è poi studiata l'evoluzione temporale del plasma di elettroni, positroni e raggi gamma associato, che ha condotto al concetto di PEM pulse. Si è poi studiata la collisione di questo PEM pulse col materiale barionico lasciato dal collasso della stella progenitrice (PEMB pulse). Si è poi passati all'esame della trasparenza del PEMB Pulse con la associata emissione del GRB. Queste ricerche sono state condotte in stretta collaborazione con il gruppo del Prof. Jim Wilson presso i Lawrence Radiation Laboratories in California (si veda bibliografia). Negli ultimi due anni tale modello teorico è stato completato con lo studio della fase di "afterglow" dei GRBs ed il confronto con i dati sperimentali ha permesso di verificarne la grande attendibilità. I risultati preliminari sono stati presentati in tre lettere pubblicate nello stesso numero di Astrophysical Journal Letters dopo un attento processo di refereeing che è durato circa 6 mesi. L'apparizione di tali lavori ha avuto una vasta eco internazionale riscuotendo editoriali da molte riviste scientifiche quali "Science", articoli su quotidiani ( Le Monde, Liberation, La Stampa, ecc.) e su riviste di divulgazione (" Scienze ", "Pour la Science" September 2001 - Avril 2002, " La recherche ", ecc.). Nei tre articoli sono presentati tre paradigmi interpretativi necessari per la comprensione dei GRBs.
Stiamo al momento preparando una vasta serie di articoli su tutti i dettagli osservativi ed interpretativi del nostro modello EMBH per i GRBs. Gli aspetti più innovativi sono rappresentati da alcune "prime" assolute nel campo della fisica e dell'astrofisica, che vedono l'osservazione di effetti di polarizzazione del vuoto, di materiali in espansione con fattori di Lorentz tra 100 e 1000, l'estrazione di energia da un buco nero. In particolare, una serie di tre articoli con L. Vitagliano verterà sulle proprietà di un EMBH di Reissner-Nordstrom, con la identificazione dei parametri fisici che contribuiscono alla "massa irriducibile", nonché un riesame dei processi di estrazione di energia da buchi neri con struttura eletromagnetica. Un seconda serie di articoli con S.-S. Xue e L. Vitagliano verteranno sulla formazione dinamica della diadosfera nei processi di polarizzazione del vuoto e daranno le informazioni essenziali per interpretare le strutture dei "GRBs corti".
Stiamo qundi preparando una terza serie di tre nuovi articoli con C.L. Bianco, F. Fraschetti, P. Chardonnet, S.-S. Xue che mirano alla comprensione della natura fisica delle strutture temporali su scala di alcuni secondi osservate al picco dell'emissione dei GRBs.
Altrettanto importante sarà l'analisi dei fattori di dispersione delle strutture negli "afterglow". Passeremo quindi a un riesame in un ambito totalmente relativistico degli effetti di beaming e della loro possibile osservazione in alcune sorgenti. Una nuova attività sarà anche iniziata, con particolare attenzione allo spettro osservato dei GRBs, così come dei processi di onde d'urto nella interazione fra il materiale barionico emesso con fattore gamma di Lorentz fra 100 e 1000 e il materiale interstellare. Questo campo sarà sviluppato in conllaborazione con il Prof. Gurzadyan, che apporta nel nostro gruppo le conoscenze acquisite nel gruppo di Mosca di Yab Zel'dovich. Infine una particolare attenzione sarà rivolta al problema dei raggi cosmici ad altissima energia e dell'emissione di neutrini dai GRBs. Con il Prof. Gurzadyan, invece, studieremo la accrezione di stelle sul buco nero appena formato e le implicazioni di questo fenomeno per la nascita dei quasars e dei buchi neri supermassivi. Una delle previsioni più chiare del modello EMBH è la relazione tra una nuova classe di supernovae e i GRBs. Questo problema sarà altresì affrontato ed alcuni articoli sono in fase di preparazione. Tale attività di ricerca sarà una delle più importanti del nostro programma e vedrà una intensa collaborazione con le attività svolte sui processi quantistici su spazi-tempi curvi presso le università di Bologna, Firenze e Trento che collaborano a questo programma. In particolare si utilizzeranno le conoscenze complementari già sviluppate in tali centri per ottenere previsioni precise e dettagliate per nuovi aspetti osservativi dei GRBs.

Self-gravitating Systems

In questo settore, il lavoro di maggior impegno che deve vedere il suo compimento è la generalizzazione del concetto di massa critica ad un sistema senza collisioni. Che per effetti relativistici un sistema con collisioni raggiunga una massa critica é ben noto dalle teorie delle nane bianche e delle stelle di neutroni il cui stadio é centrale per tutta l'astrofisica spaziale dei raggi X. A tutt'oggi é irrisolto il problema della massa critica di un sistema classico di stelle in assenza di collisioni. Nonostante esistano dei lavori pionieristici di Zel'dovich e Podurets e un numero molto grande di simulazioni numeriche, una trattazione generale di questo problema é ancora assente. Progressi significativi sono stati compiuti negli anni recenti da una collaborazione di alcuni esperti del nostro gruppo con G.S.Bisnovatyi-Kogan e J.G.Gao, con risultati presentati su riviste internazionali ed a molteplici convegni. Si pianifica la continuazione di queste attività che dovrebbe portare ad una sistematizzazione di tutto il settore che é chiaramente di fondamentale importanza per i processi di formazione dei quasars e dei nuclei galattici attivi. Particolarmente interessante si va delineando lo sviluppo di tecniche del potenziale efficace applicato alle distribuzioni con cut-off nelle energie per lo studio di un concetto ancora molto dibattuto e poco chiaro: l'instabilità gravotermica. Una migliore comprensione di tale fenomeno, ipotizzato ma non ancora provato, é, al momento sotto studio e, se confermata nella sua trattazione teorica, potrebbe rivelarsi di grande importanza nelle osservazioni astrofisiche spaziali a tutte le lunghezze d'onda e, in particolar modo, nell'ultravioletto e nei raggi X. 

 
Organization
ICRANet Seats
Members
Universities
Director and Staff
Personal Pages
Meetings
Upcoming Meetings
IYA 2009 Meetings
IYL 2015 Meetings
Marcel Grossmann
Galileo - Xu Guangqi
William Fairbank
Italian-Korean
Italian-Sino Meeting
ICRANet Workshops
Stueckelberg Meeting
C. Lattes Meeting
Sobral Meetings
Bego Rencontre
Urca Meetings
Zeldovich Meetings
Meetings in Armenia
Adriatic Meeting
ICRANet-Minsk workshop
Other Meetings
Erasmus Mundus Schools
Weekly Seminars
Yearly Scientific Meeting
Research
Research Groups
Visiting Scientists
Publications
Books
Proceedings
Articles Database
Visitors: 91302027
We have 2 guests online