Magnetismo cósmico e propagação do raio cósmico no universo de grande escala

• Processo: 19/04992-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de maio de 2019
• Vigência (Término): 31 de julho de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
• Pesquisador responsável: Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino
• Beneficiário: Stela Adduci Faria
• Instituição Sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/10559-5 - Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos: teoria, simulações numéricas, observações e desenvolvimento de instrumentação para o Cherenkov Telescope Array (CTA), AP.TEM
• Assunto(s): Cosmologia (astronomia) Magnetohidrodinâmica Magnetismo Raios cósmicos Campo magnético Aglomerados de galáxias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cosmic Ray Propagation | Cosmological magnetohydrodynamical simulations | Magneto-hydrodynamics | Origin of magnetic fields | Cosmologia e Magnetohidrodinamica

Resumo

No projeto pretendemos estudar a origem dos campos magnéticos cósmicos no meio intergaláctico (do inglês "InterGalactic Medium" -- IGM) difuso e aglomerados de galáxias (de Gouveia Dal Pino 2011), bem como sua conexão com a turbulência e a propagação de raios cósmicos (CR). Para desenvolver o projeto, utilizaremos códigos, já bem testados anterioermente, de Godunov-MHD baseados em grades numéricas tridimensionais desenvolvidos pelo grupo (Kowal et al. 2011; 2012; Falceta-Gonçalves et al. 2010a, b; Nackwaki et al. 2016; Santos-Lima et al. 2014, 2016, 2018), bem como os códigos SPH (Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas) MHD (Magnetoidrodinâmica) (GADGET; Dolag et al. 2004; Springel 2005) que serão usados para descrever a evolução de aglomerados de galáxias e o IGM turbulento, incluindo todos os processos de realimentação física importantes como AGNs (Núcleos Ativos de Galáxia), história de formação de estrelas, e efeitos de instabilidades cinéticas sem colisão. A propagação de CRs e suas perdas não-térmicas através dos campos magnéticos do IGM também serão quantificadas através da injeção de partículas de teste em ambientes construidos pelas simulações de MHD acima. Estão previstas também simulações PIC (Particle-in-cell) para capturar as escalas cinéticas inferiores ao raio de Larmor. Além disso, considerando a participação do nosso grupo no Projeto Cherenkov Telescope Array (CTA) e a construção do precursor do CTA, o ASTRI MINI-ARRAY, este projeto também visa as aplicações diretas desses estudos para uma descrição e interpretação apropriadas da emissão e absorção da radiação gama observada nesses ambientes, produzida por deflexões de CR propagando através dos campos magnéticos de IGM. Em particular, esses estudos podem estabelecer limites mais precisos na emissão de partículas e em sua distribuição no espaço para fontes alvos do CTA e Mini-Array. (AU)