Scheda CRAM FINAL




Informazioni generali

Cosmic rays accelerators: in loco measurements (Rubin-LSST-9, RAGA-3)

CRAM

Programma

RSN2

RSN4

Attività: Nuova; Data inizio: 2021; Data fine: 2030

innocenza.busa innocenza.busa@inaf.it

L’origine dei raggi cosmici galattici (GCRs) è dibattuta. Benchè  i principali acceleratori di GCRs sembrino i SNRs, osservazioni di CR nell’eliosfera indicano che la riconnessione magnetica possa agire da acceleratore di CR. La sovrabbondanza del Ne22 nei GCR rispetto a quelli del vento solare indica che i GCR di Ne22 derivino da outburst di stelle WR o LBV, candidando anche i venti ad acceleratori di CR.
Obiettivo di questo programma è lo studio di regioni diffuse galattiche attorno a sorgenti candidate come acceleratori di GCRs (WR, LBV, stelle a Flare e mCP).
Le nubi candidate verranno analizzate in spettroscopia multiwalength (radio ottico gamma) per confermare l'interazione dei CRs con il mezzo diffuso, da misure di emissione non termica, allargamento Hα, spallation.

The origin of Galactic Cosmic Rays (GCRs) is a long­standing problem.
Even if the main sources of CRs are likely SNRs, other galactic sources seems to contribute at some level.
Observations of the heliosphere indicate magnetic reconnection as a possible CR accelerator.
The Ne22 overabundance in GCRs compared to the solar wind value, shows that Ne22 CR can derive from WR or LBV outbursts, indicating that stellar winds act as a CR accelerator too.
The object of this program is the study of galactic diffuse regions around GCRs candidate accelerators (WR, LBV, M­Flare, mCP stars).
Candidate clouds will be analyzed in multiwavelength (radio ­optical­ gamma) spectroscopy to confirm the interaction between the CRs and the diffuse medium­ from non-thermal emission, Hα broadening, spallation.

Struttura ed evoluzione stellare, incluse le fasi finali

Mezzo interstellare, formazione di stelle e sistemi planetari

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 9
Struttura Nfte N0 TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Nex Extra
O.A. CATANIA 3 0 0.40 0.40 0.40 0.10 0.10 0.10 0 0.00
O.A. ARCETRI 1 0 0.00 0.10 0.10 0 0 0 0 0.00
IAPS ROMA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
Totali 4 0 0.40 0.50 0.50 0.10 0.10 0.10 0 0.00
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 2
# Struttura TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Extra
1 Laboratoire Univers et Particules de Montpellier 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0.00
2 Università di Catania, Piazza Università, 2, 95131 - Catania 0 0 0 0.30 0.30 0.30 0.00
Totali 0.10 0.10 0.10 0.30 0.30 0.30 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2022 Certi 2023 Certi 2024 Presunti 2022 Presunti 2023 Presunti 2024
0 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1093/mnras/stx613 Titolo: Estimating the chromospheric magnetic field from a revised NLTE modelling: the case of HR~7428 Autori:I. Bus\'a and G. Catanzaro and A. Frasca and M. Gangi and M. Giarrusso and F. Leone and M. Muna .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2017
2 https://doi.org/10.1051/0004-6361:20010661 Titolo: A method to estimate the effect of line blanketing in NLTE radiative transfer calculations Autori:I. Bus\'a and V. Andretta and M. T. Gomez and L. Terranegra Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2001
3 10.1051/0004-6361/201935919 Titolo: Non-thermal emission from cosmic rays accelerated in H II regions Autori: Marco Padovani and, Alexandre Marcowith and Álvaro Sánchez-Monge and Fanyi Meng, and Peter Schilke Publisher: EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2019
4 10.1007/s41115-020-0007-6 Titolo: Multi-scale simulations of particle acceleration in astrophysical systems Autori:Alexandre Marcowith and Gilles Ferrand and Mickael Grech and Zakaria Meliani and Illya Plotnikov an .... Publisher:Springer Science and Business Media LLC Rivista: Living Reviews in Computational Astrophysics Anno pubblicazione:2020
5 10.1051/0004-6361/201628221 Titolo: Protostars: Forges of cosmic rays? Autori: M. Padovani and A. Marcowith and P- Hennebelle and K. Ferrière Publisher: EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2016
6 10.1051/0004-6361:20040060 Titolo: A three-dimensional model for the radio emission of magnetic chemically peculiar stars Autori: C. Trigilio and P. Leto and G. Umana and F. Leone and C. S. Buemi Publisher: EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2004
7 10.1051/0004-6361/201833651 Titolo: The Orion Region: Evidence of enhanced cosmic-ray density in a stellar wind forward shock interaction with a high density shell Autori: M. Cardillo and N. Marchili and G. Piano and A. Giuliani and M. Tavani and S. Molinari Publisher: EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2019
8 10.1093/mnras/staa2868 Titolo: New high-frequency radio observations of the Cygnus Loop supernova remnant with the Italian radio telescopes Autori: S. Loru and A. Pellizzoni and E. Egron and A. Ingallinera and G. Morlino and S. Celli and G. Umana and C. Trigilio and P. Leto and M.N. Iacolina and S. Righini and P. Reich and S. Mulas and M. Marongiu and M. Pilia and A. Melis and R. Concu and F. Bufano and C. Buemi and F. Cavallaro and S. Riggi and F. Schillirò Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2021
9 https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2015.03.002 Titolo: On the cosmic ray spectrum from type II supernovae expanding in their red giant presupernova wind Autori:Martina Cardillo and Elena Amato and Pasquale Blasi Publisher:Elsevier BV Rivista: Astroparticle Physics Anno pubblicazione:2015
10 10.3847/2041-8213/abb8e1 Titolo: Discovery of Ground-state Absorption Line Polarization and Sub-Gauss Magnetic Field in the Post-AGB Binary System 89 Her Autori:Heshou Zhang and Manuele Gangi and Francesco Leone and Andrew Taylor and Huirong Yan Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2020



Informazioni Pubbliche

Particle astrophysics; Cosmic rays; Galactic cosmic rays; Cosmic ray sources; Secondary cosmic rays; Cosmochemistry; Radiative transfer; Magnetohydrodynamics; Diffuse interstellar clouds; Interstellar magnetic fields; Diffuse nebulae; Stellar physics; Stellar abundances; Late stellar evolution; Stellar flares; Stellar mass loss; Stellar activity; Stellar coronal mass ejections; Chemically peculiar stars; Massive stars; SKA_science Scheda Madre: Rubin-LSST Schede correlate: PLUS - NERTIMP - SLN

L’argomento di studio è nuovo e di grande interesse astrofisico in quanto sta sempre più emergendo, supportata dalla teoria e dal modeling, l’ipotesi che i CRs possano essere prodotti e accelerati nei più svariati tipi di sorgenti (stelle massicce, stelle magneticamente attive, oggetti compatti quali pulsar e buchi neri). Il team a leadership INAF sta iniziando questo programma di ricerca che mette insieme competenze diverse che permetteranno la misura in-loco degli effetti dell’interazione dei CRs con il mezzo diffuso. Vista la proprietà dei CRs di subire nel loro moto deviazioni a causa dei campi magnetici, che rende impossibile determinarne la provenienza, il metodo potrà dare importanti risposte astrofisiche, permettendo di identificare gli acceleratori di CRs. Questo programma di ricerca può essere considerato un programma multi disciplinare e multi-wavelenght che, grazie alle diverse competenze potrà raggiungere importanti risultati scientifici a leadership italiana.

SLN; TNG; ESO; ASKAP; MeerKAT; SKA; ALMA; CTA; ASTRI; MAGIC; HESS


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 innocenza.busa innocenza.busa@inaf.it O.A. CATANIA Y RICERCATORE ASTRONOMO dati ottici, Flare-stars,modellistica X X X X X X X OK
2 corrado.trigilio corrado.trigilio@inaf.it O.A. CATANIA Y PRIMO RICERCATORE dati radio, LBV, modellistica X X X X X X X OK
3 sara.loru sara.loru@inaf.it O.A. CATANIA N ASSEGNISTA dati radio, SNR X X X X X X X OK
4 adriano.ingallinera adriano.ingallinera@inaf.it O.A. CATANIA Y RICERCATORE dati radio, modellistica X X X X X X X OK
5 marco.padovani marco.padovani@inaf.it O.A. ARCETRI Y RICERCATORE Modellistica processi non termici X X X X X X X OK
6 martina.cardillo martina.cardillo@inaf.it IAPS ROMA Y RICERCATORE dati gamma, modellistica X X X X X X X OK
7 giovanni.morlino giovanni.morlino@inaf.it O.A. ARCETRI Y RICERCATORE Modellistica processi non termici X X X X X X X OK
8 filomena.bufano filomena.bufano@inaf.it O.A. CATANIA Y RICERCATORE dati radio X X X X X X X OK
9 francesco.leone fleone@oact.inaf.it O.A. CATANIA N ASSOCIATO dati ottici, mCP, modellistica X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 alexandre.marcowith alexandre.marcowith@umontpellier.fr Laboratoire Univers et Particules de Montpellier Y full professor Modellistica propagazione CR [0.1, 0.1, 0.1] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
2 salvatore.cabibbo cabibbosalvo1@gmail.com Università di Catania, Piazza Università, 2, 95131 - Catania N Studente dati ottici, modellistica [0.3, 0.3, 0.3] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Non ci sono finanziamenti specifici per questo programma di ricerca. La ricerca si baserà inizialmente su osservazioni fotometriche e spettroscopiche da dati di archivio o osservazioni in service, di cui verranno presentati proposal ad hoc, che verranno effettuate per lo più in remoto, con riduzione dei costi. Si prevede di iniziare il programma di ricerca con il supporto di fondi della Ricerca di base o futuri PRIN. Il programma è legato all'attività LSST-0 che in futuro potrà essere fonte di finanziamento.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2022 (k€) Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Presun. 2022 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2022 (€) Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€)