Scheda UnIAM (UNifying Isolated and Accreting Magnetars) FINAL




Informazioni generali

MAGNETAR ISOLATE E IN SISTEMI BINARI

UnIAM (UNifying Isolated and Accreting Magnetars)

Programma

RSN4

Attività: In Itinere; Data inizio: 2023; Data fine: 2030

sandro.mereghetti sandro.mereghetti@inaf.it

Le magnetar, stelle di neutroni alimentate da energia magnetica, sono laboratori unici per testare gravità, elettromagnetismo e materia in condizioni estreme di densità, campo magnetico e temperatura. Esse sono rilevanti in diversi contesti astrofisici.
Questo programma è uno studio teorico-osservativo che va oltre i confini tradizionali che consideravano separatamente le magnetar isolate da quelle in accrescimento. Sviluppiamo modelli autoconsistenti per le loro proprietà spettrali, temporali e polarimetriche e li confrontiamo con le osservazioni attraverso un'analisi sistematica di diverse classi di stelle di neutroni basata su dati di archivio e proprietari. I nostri risultati saranno rilevanti anche per altri campi dell'astrofisica e per future missioni.

Magnetars host the strongest magnetic fields in the present Universe. This makes them unique laboratories to test physical theories in the strong field regime. Magnetars were recently shown to be present in diverse astrophysical settings making them far more ubiquitous than originally thought. This program is a coordinated theoretical-observational study of magnetars which goes beyond the traditional boundaries separating isolated from accreting magnetars. We shall develop self-consistent models for their spectral, timing and polarimetric properties and compare them with observations through a systematic spectral/variability analysis of different classes of NS based on archival and proprietary data. Our results will be relevant also to other fields of astrophysics and for future missions.

Struttura ed evoluzione stellare, incluse le fasi finali

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle

Radiazione gravitazionale e test di gravitazione

Infrastrutture da Terra (utilizzo)

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)

Comunicazione, Didattica, Divulgazione


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 16
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
IASF MILANO 5 0 0.70 0.60 0.50 1.00 1.00 0.00 0 0.00
O.A. ROMA 2 0 0.20 0.30 0.20 0 0 0 0 0.00
O.A. PADOVA 1 0 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0 0.00
IAPS ROMA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 1 0.10
O.A. CAGLIARI 3 0 0.50 0.50 0.40 0.00 0.00 0.00 0 0.00
IASF PALERMO 1 0 0.20 0.20 0.20 0 0 0 0 0.00
Totali 12 0 1.70 1.70 1.40 1.00 1.00 0.00 1 0.10
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 4
# Struttura TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Extra
1 IUSS Pavia 0.20 0.20 0.20 0 0 0 0.00
2 Universita' di Padova 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.00
Totali 0.40 0.40 0.40 0.20 0.20 0.20 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
215.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1051/0004-6361/202039774 Titolo: Strongly pulsed thermal X-rays from a single extended hot spot on PSR J2021$\mathplus$4026 Autori:Michela Rigoselli and Sandro Mereghetti and Roberto Taverna and Roberto Turolla and Davide De Grand .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2021
2 10.3847/2041-8213/ac2ee7 Titolo: INTEGRAL Limits on Past High-energy Activity from FRB 20200120E in M81 Autori:S. Mereghetti and M. Topinka and M. Rigoselli and D. Gotz Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Letters Anno pubblicazione:2021
3 10.1093/mnras/stac1130 Titolo: Thermal and non-thermal X-ray emission from the rotation-powered radio/$\upgamma$-ray pulsar PSR J1740$\mathplus$1000 Autori:Michela Rigoselli and Sandro Mereghetti and Sara Anzuinelli and Michael Keith and Roberto Taverna a .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2022
4 10.3847/1538-4357/ac7965 Titolo: X-Ray Observations of the Isolated Black Hole Candidate OGLE-2011-BLG-0462 and Other Collapsed Objects Discovered through Gravitational Microlensing Autori:S. Mereghetti and L. Sidoli and G. Ponti and A. Treves Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2022
5 10.1093/mnras/stab2974 Titolo: Candidate isolated neutron stars in the 4XMM-DR10 catalogue of X-ray sources Autori:Michela Rigoselli and Sandro Mereghetti and Caterina Tresoldi Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2021
6 10.1051/0004-6361/202140867 Titolo: eROSITA detection of flares from the Be/X-ray binary A0538-66 Autori:L. Ducci and S. Mereghetti and A. Santangelo and L. Ji and S. Carpano and S. Covino and V. Doroshen .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2022
7 10.3847/1538-4357/ac8797 Titolo: Three-dimensional Magnetothermal Simulations of Magnetar Outbursts Autori:Davide De Grandis and Roberto Turolla and Roberto Taverna and Elisa Lucchetta and Toby S. Wood and .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2022
8 10.1051/0004-6361/202142085 Titolo: Fitting $\less$i$\greater$XMM-Newton$\less$/i$\greater$ observations of the AXP 1RXS J170849.0-400910 with four magnetar surface emission models, and predictions for X-ray polarization observations with IXPE Autori:Henric Krawczynski and Roberto Taverna and Roberto Turolla and Sandro Mereghetti and Michela Rigose .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2022
9 10.3847/1538-4357/aca528 Titolo: Deep X-Ray and Radio Observations of the First Outburst of the Young Magnetar Swift J1818.0-1607 Autori:A. Y. Ibrahim and A. Borghese and N. Rea and F. Coti Zelati and E. Parent and T. D. Russell and S. .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2023
10 10.1093/mnras/stac2587 Titolo: Two decades of X-ray observations of the isolated neutron star RX\hspace0.167emJ1856.5~-~3754: detection of thermal and non-thermal hard X-rays and refined spin-down measurement Autori:Davide De~Grandis and Michela Rigoselli and Sandro Mereghetti and George Younes and Pierre Pizzoche .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2022



Informazioni Pubbliche

Neutron Stars; Magnetars; Pulsars; SCHEDE ASSOCIATE: SKA_SCIENCE

XMM-Newton; Chandra; NuStar; NICER; Swift; INTEGRAL; Fermi; IXPE; Aqueye+; SRT; Medicina-Croce del Nord; MeerKat


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 andrea.deluca andrea.deluca@inaf.it IASF MILANO Y PRIMO RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
2 sandro.mereghetti sandro.mereghetti@inaf.it IASF MILANO Y DIRIGENTE DI RICERCA coordinamento, interpretazione dati X X X X X X X OK
3 ruben.salvaterra ruben.salvaterra@inaf.it IASF MILANO Y RICERCATORE teoria e interpretazione X X X X X X X OK
4 roberto.mignani roberto.mignani@inaf.it IASF MILANO Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
5 luigi.stella luigi.stella@inaf.it O.A. ROMA Y DIRIGENTE DI RICERCA teoria e interpretazione X X X X X X X OK
6 luca.zampieri luca.zampieri@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y PRIMO RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
7 paolo.soffitta paolo.soffitta@inaf.it IAPS ROMA Y PRIMO RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
8 marta.burgay marta.burgay@inaf.it O.A. CAGLIARI Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
9 andrea.possenti andrea.possenti@inaf.it O.A. CAGLIARI Y PRIMO RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
10 maura.pilia maura.pilia@inaf.it O.A. CAGLIARI Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
11 michela.rigoselli michela.rigoselli@inaf.it IASF MILANO N ASSEGNISTA osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
12 gian.israel gianluca.israel@inaf.it O.A. ROMA Y DIRIGENTE DI RICERCA osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
13 fabio.pintore fabio.pintore@inaf.it IASF PALERMO Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
14 martino.marelli martino.marelli@inaf.it IASF MILANO Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
15 delphine.perrodin delphine.perrodin@inaf.it O.A. CAGLIARI Y RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK
16 alessandro.ridolfi alessandro.ridolfi@inaf.it O.A. CAGLIARI N RICERCATORE osservazioni e interpretazione X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 andrea.tiengo andrea.tiengo@iusspavia.it IUSS Pavia Y Professore associato osservazioni e interpretazione [0.1, 0.1, 0.1] [0.2, 0.2, 0.2] 0.0
2 paolo.esposito paolo.esposito@iusspavia.it IUSS Pavia Y Ricercatore osservazioni e interpretazione [0.1, 0.1, 0.1] [0.2, 0.1, 0.1] 0.0
3 roberto.taverna@pd.infn.it roberto.taverna@pd.infn.it Universita' di Padova N Ricercatore teoria e interpretazione [0.2, 0.2, 0.2] [0.2, 0.2, 0.2] 0.0
4 roberto.turolla@pd.infn.it roberto.turolla@pd.infn.it Universita' di Padova Y Professore Ordinario teoria e interpretazione [0.2, 0.2, 0.2] [0.2, 0.2, 0.2] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Questo e’ un progetto a lungo termine che ha ricevuto finanziamenti in passato attraverso diversi canali, tra cui i seguenti PRIN INAF ---> PRIN INAF 2010 (Magnetar Anatomy: a theoretical and observational study of ultra-magnetized neutron stars, PI: S.Mereghetti, 65 kEuro); ---> PRIN INAF 2014 (Getting to GUNS (Grand Unification of Neutron Stars) through X-ray variability studies of nonaccreting neutron stars, PI: S.Mereghetti, 80 kEuro); ---> PRIN INAF 2018 “Mainstream” (High-Energy observations of Stellar-mass Compact Objects: from CVs to Ultraluminous X- Ray Sources, PI: Belloni); --> PRIN INAF 2016 CTA/SKA *** Parte dei finanziamenti sono anche stati ottenuti tramite diversi contratti ASI/INAF relativi alla Analisi dati di alta energia *** Attualmente il progetto e’ finanziato tramite il PRIN MIUR 2017 (UnIAM - UNifying Isolated and Accreting Magnetars, PI: S.Mereghetti, 442 kEuro)


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 PRIN INAF 2016 CTA/SKA 2 None None 0 None None 2 0
2 PRIN MIUR 2017 UnIAM - UNifying Isolated and Accreting Magnetars (ref. Sandro Mereghetti) 40 0 0 0 0 0 40 0
3 Large Grant INAF 2022 47 0 0 0 0 0 47 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)
1 INAF - Large Grant 126000.0