Sobre a importância de fontes locais de raios cósmicos ultra-energéticos

• Processo: 21/10383-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Luiz Vitor de Souza Filho
• Beneficiário: Luciana Andrade Dourado
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/15897-1 - Cherenkov Telescope Array - CTA, AP.TEM
• Assunto(s): Observatório Cherenkov Telescope Array Observatório Pierre Auger Raios cósmicos Astrofísica de partículas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Centaurus A | composicão de raios cósmicos | fontes locais extragalácticas | Observatório CTA | Observatório Pierre Auger | raios cosmicos | Astrofísica de Partículas

Resumo

O quebra-cabeça dos raios cósmicos, que dura um século, ganhou contornos muito particulares na última década. Os dados de alta qualidade adquiridos por muitos experimentos estabeleceram restrições para os modelos, diminuindo o espaço para especulações. Os novos dados lançaram luz sobre os possíveis mecanismos de aceleração em em funcionamento nas fontes, especialmente para $E > 10^{18}$~eV. Três observáveis principais são usados para entender a física das astropartículas: o espectro energético, a abundância de elementos e a distribuição da direção de chegada. Recentemente o espectro de energia foi publicado com estatísticas sem precedentes até as mais altas energias ($E > 10^{20}$~eV). A abundância foi medida até $E = 10^{19,5}$~eV e tem mostrado uma evolução surpreendente com a energia na qual os raios cósmicos de maior energia não são compostos puramente de prótons. As primeiras evidências de fontes extragalácticas foram publicadas. O projeto atual fará uso destes novos dados para estudar a contribuição das fontes próximas no fluxo total de partículas que chegam à Terra.A interação dos raios cósmicos com a radiação e os campos magnéticos no Universo muda o espectro de energia original, a abundância e a direção de chegada. A supressão medida pode ser causada pela produção de fotopiões e certamente a abundância deve ser alterada devido à fragmentação dos núcleos. Os campos magnéticos desviam a trajetória das partículas causando confusão na identificação da fonte. Portanto, compreender a distância das principais fontes é fundamental para a construção de um modelo bem sucedido. Recentemente, a produção de raios cósmicos por fontes próximas tem sido considerada.O primeiro objetivo deste projeto será atualizar os modelos com base em fontes locais para os dados mais recentes. Propomos um projeto desafiador, se as fontes locais forem as responsáveis pelo fluxo em massa das UHECRs, elas poderão ser identificadas num futuro próximo. Todos os experimentos que levam dados nesta faixa de energia planejaram atualizações visando a identificação destas fontes locais na próxima década. A junção dos dados com modelos bem desenvolvidos pode nos levar a importantes descobertas.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

DOURADO, Luciana Andrade. Assinaturas de fontes de raios cósmicos ultra-energéticos em medidas de anisotropia de grande escala. 2023. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física de São Carlos (IFSC/BT) São Carlos.