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Unified models of long gamma-ray bursts: from stellar progenitors and BLACK holes to Jets and Electromagnetic Transients

Descrizione del progetto

Unificare la fisica dei lampi di raggi gamma

I lampi di raggi gamma lunghi (LGRB, long gamma-ray burst), le esplosioni più violente dell’universo dopo il Big Bang, si creano quando una stella massiccia collassa, lanciando potenti getti relativistici; ciononostante, dopo decenni di studi, il motore che li alimenta è tuttora sconosciuto. Il centro è un buco nero in accrescimento o una stella di neutroni altamente magnetizzata? I modelli teorici non hanno saputo rispondere a tale interrogativo, essendo costretti a simulare fasi isolate, piuttosto che la sequenza completa degli eventi. Il progetto BlackJET, finanziato dal CER, si propone di combinare modelli di supernova a collasso del nucleo con simulazioni di getto accelerate da GPU. I ricercatori modelleranno in modo coerente ogni fase del fenomeno, dal collasso stellare alla luce osservata, secondo un approccio che rivelerà la connessione esistente tra la stella morente, il motore centrale e il getto, creando un ponte tra l’evoluzione stellare e l’astronomia delle alte energie.

Obiettivo

Long gamma-ray bursts (LGRBs) are the most violent explosions in the Universe after the Big Bang, occurring during the collapse of a massive star that leaves behind a newly formed compact object and launches powerful relativistic jets.
At more than 55 years from their discovery, the mechanism responsible for the electromagnetic emission of LGRBs remains unclear, just as the nature of the accreting compact object that powers them up.
The huge scale separation between different processes (the gravitational collapse and the onset of the supernova, the propagation of the jet through the star, and the production of high-energy emission from the jet at large distances) usually forces theoretical and numerical models to focus on a specific stage of the LGRB, rather than considering them all at once.
To this day, there are two fundamental questions that remain unanswered:
- What is the main prompt emission mechanism? Several models are currently proposed, which are in some cases mutually exclusive and are highly dependent on the properties of the jet and the central engine's dynamics.
- What is the central engine of a LGRB? To date there are two competing scenarios, involving either an accreting black hole (collapsar) or a highly magnetized proto-neutron star (millisecond magnetar).
Combining state-of-the-art core-collapse supernova models with high-performance GPU-accelerated relativistic jet simulations, the BlackJET project will provide a unified picture of LGRBs by consistently modeling all stages from the start of the stellar collapse to the observed electromagnetic emission.
This holistic approach will unveil the intimate connection between stellar progenitor, accreting central engine, and relativistic jet, ultimately disclosing the observational signatures that a realistic LGRB progenitor should produce.
By bridging the gap between stellar evolution and GRB astronomy we will be able to effectively address the fundamental questions about the nature of LGRBs.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

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Istituzione ospitante

COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 992,50
Indirizzo
RUE LEBLANC 25
75015 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 992,50

Beneficiari (1)