Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos: teoria, simulações numéricas, observações e desenvolvimento de instrumentação para o Cherenkov Telescope Array (CTA)

• Processo: 13/10559-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de agosto de 2014 - 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia
• Pesquisador responsável: Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino
• Beneficiário: Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino
• Instituição Sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Adriana Benetti Marques Valio ; Diego Antonio Falceta Gonçalves
• Pesquisadores associados: Antônio Mário Magalhães ; Germán Lugones ; Vera Jatenco Silva Pereira
• Auxílios(s) vinculado(s): 18/03374-2 - Simulações radiativas hidrodinâmicas da perda de gás em galáxias anãs, AV.EXT; 16/50340-0 - Determining the relationship between turbulence and star formation, using statistical comparisons between large observational datasets and a large ensemble of theoretical models, AP.R SPRINT; 15/06171-7 - XXIX IAU General Assembly, AR.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/07971-0 - Explorando a aceleração de raios cósmicos (CR) ultra-energéticos e a origem da emissão de raios gama e neutrinos em jatos relativísticos com simulações PIC-RMHD e Machine Learning: Preparação para o ASTRI Mini-Array e o Cherenkov Telescope Array, BP.DR; 21/11689-6 - Ventos protoestelares guiados por ondas Alfvén e sua interação com a magnetosfera planetária, BP.IC; 20/11891-7 - Reconexão magnética, e aceleração e propagação de partículas ao redor de buracos negros, BP.DD; + mais bolsas vinculadas 19/26787-3 - Ventos e ondas Alfvén no transporte de momento angular em discos de acreção protoestelares, BP.DR; 19/19762-4 - Difusão e aceleração de raios cósmicos em simulações de plasmas astrofísicos, BP.IC; 19/04992-4 - Magnetismo cósmico e propagação do raio cósmico no universo de grande escala, BP.DD; 18/06822-6 - Estudo multi-bandas de objetos protoestelares na região de formação estelar CMa R1, BP.PD; 17/23026-6 - Análise tridimensional do amortecimento de ondas magnetoacústicas em loops coronais associados com flares, BP.PD; 17/26042-2 - Mecanismos de aquecimento de discos de acreção protoestelares, BP.MS; 17/12828-4 - Difusão, aceleração e propagação de raios cósmicos em ambientes astrofísicos turbulentos, BP.PD; 17/12188-5 - Estudo de partículas relativísticas e emissões de alta energia em torno de fontes de buracos negros e jatos por meio de simulações MHD, partículas-em-células (PIC) e transferência radiativa, BP.PD; 16/25901-9 - Interações magnéticas no sistema estrela-planeta e suas consequências na habitabilidade planetária, BP.DR; 16/12320-8 - Estudo numérico de reconexão magnética ao redor de buracos negros, BP.PD; 16/22092-2 - Mecanismos de aquecimento de discos de acreção protoestelares, BP.IC; 15/25126-2 - A interação de jatos com o meio intra-aglomerado: o papel da precessão do jato, BP.PD; 15/13933-0 - Investigação de jatos relativísticos e sua emissão em altas energia por meio da análise de observações em multi-comprimenti-de-onda, BP.PD; 14/17073-3 - Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos: teoria, simulações numéricas, observações e desenvolvimento de instrumentação para o Cherenkov Telescope Array (CTA), BP.TT; 13/09065-8 - Origem e colimação de Jatos de Fontes Compactas e Mecanismos de Aceleração, BP.PD; 11/22078-6 - Conexão entre a evolução de galáxias e formação estelar: das escalas de pc até escalas de kpc, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Dynamo Simulação numérica Campo magnético Raios cósmicos Raios gama ASTRI Mini-Array Observatório Cherenkov Telescope Array
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cosmic magnetic fields | cosmic ray acceleration and propagation | Cta | dynamo | gamma ray astronomy | magnetic reconnection | MHD numerical simulaitons | MHD turbulence | Astrofisica de Altas Energias e Plasmas Astrofisicos
• Publicação FAPESP: https://media.fapesp.br/bv/uploads/pdfs/astronomia_iV4BEhM_11_12.pdf

Resumo

A maior parte da matéria visível no universo está no estado de plasma, ou seja, é constituída por gás total ou parcialmente ionizado permeado por campos magnéticos. O grupo de Altas Energias e Plasmas Astrofísicos de E. M. de Gouveia Dal Pino do Instituto de Astronomia, Geologia e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), A.B.M. Valio do Centro de Radioastronomia e Astrofísica da Universidade Mackenzie (CRAAA), e Diego Falceta Gonçalves da EACH-USP vêm desenvolvendo vários projetos correlacionados usando uma descrição magneto-hidrodinâmica (MHD) teórica-numérica, bem como ferramentas observacionais para investigar plasmas astrofísicos e fenômenos de altas energias. Nesse contexto, ênfase especial foi dada aos estudos de: 1) jatos astrofísicos e discos de acreção ao redor de estrelas e buracos negros; 2) origem, propagação e aceleração de raios cósmicos; 3) ventos estelares e galácticos e seu feedback em gás/energia /campo magnético no meio ambiente cósmico; 4) efeitos de turbulência MHD e choques de supernovas sobre a formação de estrelas e o transporte de fluxo magnético; 5) atividade magnética solar e estelar, o problema do dínamo, e a construção de um Observatório Solar Virtual; 6) migracao de planetas; 7) determinação das propriedades do campo magnético do universo local; e 8) origem e evolução dos campos magnéticos cósmicos no meio intra-aglomerado turbulento (ICM) e meio intergaláctico (IGM) empregando uma descrição MHD cinética (KMHD). A maior parte destes estudos vem sendo realizados atraves de modelagem numérica 3D MHD empregando-se códigos e técnicas numéricas sofisticadas, focalizando no desenvolvimento de processos fundamentais de plasma e de altas energias, tais como turbulência, reconexão magnética, dínamo, ondas de choque, instabilidades cinéticas e MHD, e aceleração estocástica de particulas, os quais vem resultando em contribuições significativas para a área. Nesta Proposta, pretendemos dar continuidade a esses estudos.Além disso, nos últimos anos, nosso grupo tem tambem se envolvido no Projeto Cherenkov Telescope Array (CTA), uma colaboração internacional (com 29 países), visando a construção de uma nova geração de telescópios de raios gama em solo. O CTA irá levar `a mais profunda visao do universo não-térmico nas altas energias, com contribuições significativas para a cosmologia, astrofísica de partículas e, em particular, para os aceleradores astrofisicos de raios cósmicos, os campos magnéticos cósmicos e tambem na investigação dos surtos de raios-gama (GRBs). Presentemente, a construção de um Mini-Array para o CTA consistindo de um pequeno arranjo de (até 7) telescópios Cherenkov foi aprovado pelo Ministério Italiano da Educação, Universidade e Pesquisa, sob a coordenação de Giovanni Pareschi, Diretor do Observatorio Astronomico INAF-Brera. Este constituirá um pathfinder e o "core" para o futuro CTA e permitirá a realização de testes extensivos e a obtencao de dados de alta qualidade ainda na fase de preparação e construção do CTA. O financiamento aprovado pelo governo italiano, no entanto, será capaz de patrocinar apenas parte do Mini-Array. A presente proposta visa solicitar financiamento para a construção de três (3) telescópios Cherenkov a fim de completar o CTA Mini-Array, em parceria com o grupo italiano, com acesso completo ao know-how tecnológico e `a construção do arranjo. Além disso, tal como descrito acima, tendo em vista o extensivo número de projetos de presquisa correlacionados em desenvolvimento pelo grupo, uma atualização de nossos recursos computacionais (também adquiridos com auxilio anterior da FAPESP) será tambem necessária. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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