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

(64)

(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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