Relativistic Astrophysics |
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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. 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. |