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Reconexão magnética e processos relacionados em plasmas astrofísicos colisionais e acolisionais: das chamas solares para fontes extragaláticas

Processo: 13/18815-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência (Início): 01 de julho de 2013
Vigência (Término): 30 de abril de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia
Pesquisador responsável:Grzegorz Kowal
Beneficiário:Grzegorz Kowal
Instituição-sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/04073-2 - Reconexão magnética e processos relacionados em plasmas astrofísicos colisionais e acolisionais: das chamas solares para fontes extragaláticas, AP.JP
Assunto(s):Turbulência   Simulação numérica   Meio interestelar   Astrofísica solar

Resumo

Hoje, na comunidade astrofísica, o problema de reconexão magnética é abordado a partir de dois pontos de vista diferentes, a partir das escalas micro-físicas usando modelos numérico cinéticos acolisionais, e de estudos macroscópicos com aproximação magnetohidrodinâmica, descrevendo assim os meios colisionais. Ambas as aproximações têm os seus limites, às vezes até cobrindo espaços de parâmetros separados. Ainda não houve um estudo sistemático da comunidade para compreender a ponte entre ambos os regimes. O objetivo deste projeto é preencher esta lacuna e realizar estudos que permitam compreender o processo de reconexão magnética em ambos os regimes, colisionais e aproximações fluidos colisionais que permitem a presença de instabilidades cinéticas. Os estudos colisionais podem ser diretamente comparados com as simulações PIC, usando por exemplo modelos híbridos cinético-MHD. Como conseqüência desses estudos, a segunda parte deste projecto vai abranger aplicações diretas em ambos os regimes da reconexão magnética e processos relacionados, como a geração de turbulência e feedback sobre a taxa de reconexção, processo de amplificação do campo magnético, e aceleração de partículas de alta energia, a a física de raios solares, a importância de reconexão em clima espacial (por exemplo, as interações com magnetosfera e processos na cauda magnética), as interações do campo magnético solar com o campo interestelar na heliopausa, indo mais longe até as escalas de núcleos ativos de galáxias e gama-ray bursts, onde o processo de reconexção, juntamente com a turbulência, se espera que seja muito importante para a aceleração de partículas de TEV. Finalmente, as propriedades de reconexção da turbulência e em ambientes acolisionais, como o meio intergalactico, podem beneficiar significativamente com os nossos estudos.

Publicações científicas (9)
(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)
KOWAL, GRZEGORZ; FALCETA-GONCALVES, DIEGO A.; LAZARIAN, ALEX; VISHNIAC, ETHAN T. Statistics of Reconnection-driven Turbulence. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 838, n. 2 APR 1 2017. Citações Web of Science: 17.
SANTOS-LIMA, R.; DAL PINO, E. M. DE GOUVEIA; FALCETA-GONCALVES, D. A.; NAKWACKI, M. S.; KOWAL, G. Features of collisionless turbulence in the intracluster medium from simulated Faraday rotation maps - II. The effects of instabilities feedback. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 465, n. 4, p. 4866-4871, MAR 2017. Citações Web of Science: 5.
DEL VALLE, MARIA V.; DE GOUVEIA DAL PINO, E. M.; KOWAL, G. Properties of the first-order Fermi acceleration in fast magnetic reconnection driven by turbulence in collisional magnetohydrodynamical flows. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 463, n. 4, p. 4331-4343, DEC 2016. Citações Web of Science: 10.
NAKWACKI, M. S.; KOWAL, G.; SANTOS-LIMA, R.; DE GOUVEIA DAL PINO, E. M.; FALCETA-GONCALVES, D. A. Features of collisionless turbulence in the intracluster medium from simulated Faraday Rotation maps. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 455, n. 4, p. 3702-3723, FEB 1 2016. Citações Web of Science: 4.
FALCETA-GONCALVES, D.; KOWAL, G. FAST MAGNETIC FIELD AMPLIFICATION IN THE EARLY UNIVERSE: GROWTH OF COLLISIONLESS PLASMA INSTABILITIES IN TURBULENT MEDIA. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 808, n. 1 JUL 20 2015. Citações Web of Science: 9.
LAZARIAN, A.; EYINK, G.; VISHNIAC, E.; KOWAL, G. Turbulent reconnection and its implications. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND, v. 373, n. 2041 MAY 13 2015. Citações Web of Science: 46.
FALCETA-GONCALVES, D.; BONNELL, I.; KOWAL, G.; LEPINE, J. R. D.; BRAGA, C. A. S. The onset of large-scale turbulence in the interstellar medium of spiral galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 446, n. 1, p. 973-989, JAN 2015. Citações Web of Science: 14.
ROCHA DA SILVA, G.; FALCETA-GONCALVES, D.; KOWAL, G.; DE GOUVEIA DAL PINO, E. M. Ambient magnetic field amplification in shock fronts of relativistic jets: an application to GRB afterglows. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 446, n. 1, p. 104-119, JAN 2015. Citações Web of Science: 6.
SANTOS-LIMA, R.; DE GOUVEIA DAL PINO, E. M.; KOWAL, G.; FALCETA-GONCALVES, D.; LAZARIAN, A.; NAKWACKI, M. S. MAGNETIC FIELD AMPLIFICATION AND EVOLUTION IN TURBULENT COLLISIONLESS MAGNETOHYDRODYNAMICS: AN APPLICATION TO THE INTRACLUSTER MEDIUM. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 781, n. 2 FEB 1 2014. Citações Web of Science: 38.

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