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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)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
Estudios sugieren que los chorros de plasma de un agujero negro pueden producir rayos cósmicos de altísima energía 
Estudos sugerem que jato de plasma de buraco negro pode produzir raios cósmicos de altíssima energia 
Una trampa para fantasmas 
Una trampa para fantasmas 
Armadilha para fantasmas 
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Publicações científicas (123)
(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)
KADOWAKI, LUIS H. S.; DE GOUVEIA DAL PINO, ELISABETE M.; MEDINA-TORREJON, TANIA E.; MIZUNO, YOSUKE; KUSHWAHA, PANKAJ. Fast Magnetic Reconnection Structures in Poynting Flux-dominated Jets. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 912, n. 2, . (09/54006-4, 13/10559-5, 16/12320-8)
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LUND, K.; WOOD, K.; FALCETA-GONCALVES, D.; VANDENBROUCKE, B.; SARTORIO, N. S.; BONNELL, I. A.; JOHNSTON, K. G.; KETO, E.. Radiation hydrodynamic simulations of massive star formation via gravitationally trapped H II regions - spherically symmetric ionized accretion flows. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 485, n. 3, p. 3761-3770, . (13/10559-5)
GUERRERO, G.; ZAIRE, B.; SMOLARKIEWICZ, P. K.; DE GOUVEIA DAL PINO, E. M.; KOSOVICHEV, A. G.; MANSOUR, N. N.. What Sets the Magnetic Field Strength and Cycle Period in Solar-type Stars?. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 880, n. 1, . (13/10559-5)
AKHTER, SHAILA; CUNNINGHAM, MARIA R.; HARVEY-SMITH, LISA; NAWAZ, MOHAMMAD ALI; JONES, PAUL A.; WALSH, ANDREW; DE GOUVEIA DAL PINO, ELISABETE M.. Do dense molecular cores with broad emission spectra at vertical bar l vertical bar approximate to 5.4 degrees, vertical bar b vertical bar approximate to 0.4 degrees trace the Galactic bar? A multimolecular line study from HOPS. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 502, n. 4, p. 5896-5920, . (13/10559-5, 15/25126-2)
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