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

Chiarire l'origine e la distribuzione dei raggi cosmici nella nostra galassia (GCRs) è di grande importanza in quanto i CRs, specie quelli di bassa energia (LECRs), hanno un ruolo fondamentale nella sua evoluzione. I LECRs, infatti, controllano lo stato di ionizzazione delle nubi molecolari e, di conseguenza, la formazione stellare e dei sistemi planetari. Al momento però, la loro origine e distribuzione non è chiara. Obiettivo di questo programma è mappare l'interazione dei CRs/LECRs con il mezzo diffuso per misurarne la distribuzione e chiarirne l’origine. Si utilizzeranno dati spettroscopici/fotometrici multiwalength (radio, ottico, X,  gamma) di nubi diffuse, vicine a candidate sorgenti di CRs, allo scopo di individuare emissione non termica, Charge-Exchange, spallation.


Understanding the origin and distribution of cosmic rays in our galaxy (GCRs) is of great importance. CRs, especially those of low energy (LECRs), have in fact a fundamental role in the evolution of the galaxy, as they control the ionization state that is directly related to star and planetary systems formation. At present however, CRs and LECRs origin is unknown. The aim of this programme is the analysis of diffuse clouds close to GCRs accelerator candidates (WR, LBV, Flare stars). We aim to analyze galactic diffuse clouds in multiwalength spectroscopy/photometry (gamma optical radio) to map the interaction of LECRs with the diffuse medium, by measurements of non-thermal emission, Charge-Exchange emission, spallation. This will result in discovering new LECRs sources.

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 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 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 0.10 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 0.50 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 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Extra
1 Laboratoire Univers et Particules de Montpellier 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0.00
2 Università di 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 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
0 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 10.1093/mnras/stac1003 Titolo: Preparing for low surface brightness science with the Vera C. Rubin Observatory: Characterization of tidal features from mock images Autori:G Martin and A E Bazkiaei and M Spavone and E Iodice and J C Mihos and M Montes and J A Benavides a .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2022
10 10.1093/mnras/stac3792 Titolo: Ionization of inner T Tauri star discs: effects of in situ energetic particles produced by strong magnetic reconnection events Autori:V Brunn and A Marcowith and C Sauty and M Padovani and Ch Rab and C Meskini Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2023



Informazioni Pubbliche

<p>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 </p><p> Scheda Madre: Rubin-LSST Schede correlate: PLUS - NERTIMP - SLN </p>

<span id="docs-internal-guid-e35f8a64-7fff-21ff-f728-c3d70efe7282"><p dir="ltr" style="line-height:1.38;margin-top:0pt;margin-bottom:0pt;"><span style="font-size: 15pt; font-family: Roboto, sans-serif; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-variant-alternates: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;">L’argomento di studio è nuovo e di grande interesse astrofisico in quanto sta sempre più emergendo l’ipotesi che i CRs possano essere prodotti e accelerati da svariate sorgenti (dMe, WRs, LBV, Xray-binaries, SFR, PWNe, BH). Il team a leadership INAF sta portando avanti questo programma di ricerca che mette insieme competenze osservative/teoriche capaci di misurare ed interpretare/modellare gli effetti dell’interazione in-loco dei CRs con il mezzo diffuso. Il metodo che si intende implementare, permetterà di mappare la distribuzione dei CRs e di identificare quindi nuove sorgenti di CRs.&nbsp; Ciò potrà dare importanti risposte sull'evoluzione della galassia, la formazione stellare e dei sistemi planetari che dipendono fortemente dal tasso di ionizzazione delle nubi di formazione stellare che è regolato dalla densità di CRs. Questo programma di ricerca è un programma multi-wavelenght che, grazie alle diverse competenze potrà raggiungere importanti risultati scientifici a leadership italiana.</span></p><div><span style="font-size: 15pt; font-family: Roboto, sans-serif; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-variant-alternates: normal; vertical-align: baseline; white-space: pre-wrap;"><br></span></div></span>

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 (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 innocenza.busa innocenza.busa@inaf.it O.A. CATANIA Y RICERCATORE ASTRONOMO dati ottici, stelle a flare, 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 CON INCARICO DI RICERC 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 (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) 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 N Studente dati ottici, Charge-Exchange [0.3, 0.3, 0.3] [0.4, 0.4, 0.4] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Non ci sono finanziamenti specifici per questo programma di ricerca. Il programma è legato all'attività LSST-0 che in futuro potrà essere fonte di finanziamento. Abbiamo lavorato fino ad oggi al programma con il supporto di fondi di Ricerca di base. Poichè non abbiamo ancora avuto finanziamenti, si intende sottomettere una richiesta di finanziamento di Ricerca Fondamentale (MiniGrant PI I. Busa) per supportare le collaborazioni scientifiche necessarie e la diffusione dei risultati nei prossimi due anni.


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€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)