Erforschung der Gammastrahlenemissionsprozesse in akkretierenden Röntgenpulsaren

• Antragsteller: Dr. Lorenzo Ducci
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 549824807

Kürzlich wurde eine Gruppe von etwa 11 akkretierenden Neutronensternen (oder Schwarzen Löchern) in Röntgendoppelsternen (XRBs) entdeckt, die überraschenderweise Gammastrahlung aussenden und deren Entstehungsmechanismus noch unbekannt und wenig verstanden ist. Die Zahl der Nachweise von Gammastrahlung aus solchen Quellen nimmt ständig zu und dürfte in den kommenden Jahren dank der Einführung neuer Experimente, die im Gammastrahlenbereich arbeiten und eine höhere Empfindlichkeit und Winkelauflösung als die derzeitigen Experimente besitzen, noch weiter steigen. Die Untersuchung der Gammastrahlenemission von akkretierenden XRBs ist von grundlegender Bedeutung, da sie wichtige Einblicke in die physikalischen Prozesse liefert, an denen relativistische Teilchen und ihre Wechselwirkung mit hochenergetischen Photonen in Umgebungen mit starken Magnetfeldern und hohen Gravitationskräften beteiligt sind. Darüber hinaus ist die Bestimmung der Größe dieser Population entscheidend für die Abschätzung ihres Beitrags zur gesamten Gammastrahlungsemission unserer Galaxie. Ziel dieses Projekts ist es, theoretische Modelle zu erstellen, um den Mechanismus zu verstehen, der die Gammastrahlenemission dieser Quellen und ihre Eigenschaften wie Intensität, spektrale Form und zeitliche Variabilität erzeugt. Dieser Ansatz wird auch Werkzeuge zur Abschätzung der Größe der Population von akkretierenden XRBs, die Gammastrahlung aussenden, liefern. Die entwickelten Modelle werden auch in der Lage sein, die transiente Emission von Neutrinos aus diesen Quellen vorherzusagen. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden aus theoretischen Modellen und einem Gitter von gebrauchsfertigen Lösungen bestehen, welche mit den Gammastrahlungscharakteristiken von XRBs verglichen werden können. Die Werkzeuge und Ergebnisse dieser Arbeit werden von grundlegender Bedeutung sein, insbesondere im Hinblick auf den Beginn des wissenschaftlichen Betriebs des Cherenkov Telescope Array Observatory und anderer Experimente, die in naher Zukunft das Universum in Bezug auf Gammastrahlung und Neutrinos mit noch nie dagewesener Empfindlichkeit beobachten werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Patrizia Romano, Ph.D.; Stefano Vercellone, Ph.D.