Reconexão magnética, e aceleração e propagação de partículas ao redor de buracos negros

Resumo

A aceleração de partículas por reconexão magnética é agora reconhecida como um processo importante em regiões magneticamente dominadas de fontes galácticas e extragalácticas, como pulsares e buracos negros. Esse processo ajuda a resolver problemas atuais, especialmente relacionados à origem de emissão de flares de altíssimas energias (very high energy - VHE) nessas fontes. Estudos analíticos recentes e simulações magneto-hidrodinâmicas relativísticas (especial e geral) multidimensionais (GRMHD) com a injeção de partículas teste, realizadas pelo nosso grupo, ajudaram na compreensão desse processo em jatos relativísticos e regiões coronais de buracos negros e, em particular, associados à emissão de altíssimas energiais (VHE) e de neutrinos, resultante de partículas aceleradas por reconexão. Este projeto de doutorado visa estender esses estudos, explorando os mecanismos que impulsionam a reconexão magnética e a produção de partículas relativísticas em torno de fontes de buracos negros, combinando simulações multidimensionais de GRMHD com simulações de partículas de teste, conforme descrito em Kadowaki et al. 2018; Rodriguez-Ramirez et al. 2019; de Gouveia Dal Pino et al. 2018, e aplicar esses métodos a diferentes fontes. Além disso, considerando a participação de nosso grupo no projeto do Cherenkov Telescope Array (CTA) e a construção do precursor do CTA - o ASTRI MINI-ARRAY, este projeto também visa aplicações diretas desses estudos para permitir uma descrição e interpretação da emissão de raios gama observada nessas fontes. Em particular, esses estudos ajudarão a restringir a localização das regiões de aceleração nas fontes-alvo do CTA e do Mini-Array (CTA Colllaboration 2019; ASTRI Collaboration 2020). (AU)