Cosmic ray production and transport in astrospheres

天体中宇宙射线的产生和传输

基本信息

项目摘要

One paradigm concerning galactic cosmic ray spectra is that they are created in violent events, like supernova explosions. Recently, we have demonstrated that Sun-like stars can contribute to the lower energy range of the cosmic ray proton spectrum, by creating so-called anomalous cosmic rays (ACRs) in their outer astrospheres from originally interstellar neutral atoms. The main goal of this proposal is to continue and extend this approach, i.e. to model, based on observations, astrospheres (interstellar bubbles) and their ACR production for cool (F,G,K, and M) as well as for hot (O and B) stars located in different interstellar environments. Thus, we will, for the first time, quantify the contribution of cool stars to the low energy (GeV) range of cosmic rays, and give a quantitative estimate for the middle energy (TeV) range produced in astrospheres (interstellar bubbles) of hot stars. To do so, we will for the first time, incorporate not only cooling and heating terms in the energy equation of hot stars, but also consider the mass,- momentum-, and energy loading in the Euler equations self-consistently. For the latter the ionization reactions, like charge exchange between different atoms and ions, as well as the electron impact and photoioniziation will be included into the BoPo-code. Thus after modeling the large scale structure of astropheres, we will self-consistently determine the large scale anomalous cosmic ray flux and its leakage into the interstellar medium. The proposed research is timely, because it offers explanations to the recent observations of single ionized H3 regions, as well as the origin of cosmic rays in the TeV range. Such observations were recently made by the large area telescopes, like IceCube among others, and gamma-ray observatories.As an inherent result of the model we will provide the cosmic ray and neutral hydrogen fluxes inside the astrospheres of cool stars, possibly hosting exoplanets in habitable zones. All results will be made available on a public server at the Ruhr-Universität Bochum.
关于银河系宇宙射线光谱的一个范例是,它们是在剧烈的事件中产生的,比如超新星爆炸。最近,我们已经证明,类太阳恒星可以通过从最初的星际中性原子在其外部天体层中产生所谓的异常宇宙射线(ACR)来贡献宇宙射线质子谱的较低能量范围。该提案的主要目标是继续和扩展这种方法,即根据观测结果,对位于不同星际环境中的冷(F、G、K和M)恒星和热(O和B)恒星的天体层(星际气泡)及其ACR产生进行建模。因此,我们将首次量化冷恒星对宇宙射线低能(GeV)范围的贡献,并对热恒星的天体层(星际气泡)中产生的中能(TeV)范围进行定量估计。 为了做到这一点,我们将第一次,不仅纳入热恒星的能量方程中的冷却和加热项,而且还考虑欧拉方程中的质量,动量和能量负载自洽。对于后者,电离反应,如不同原子和离子之间的电荷交换,以及电子碰撞和光电离将包括在BoPo代码中。因此,在模拟了大尺度天体结构之后,我们将自洽地确定大尺度异常宇宙线通量及其向星际介质的泄漏。这项研究是及时的,因为它为最近对单个电离H3区域的观测以及TeV范围内宇宙射线的起源提供了解释。这些观测是最近由大面积望远镜,如冰立方等,和伽马射线天文台。作为一个固有的结果模型,我们将提供宇宙射线和中性氢通量内的冷恒星,可能托管系外行星在可居住区的天体层。所有结果将在鲁尔大学波鸿的公共服务器上公布。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Lyman-alpha Radiation Pressure in the Heliosphere: Results from a 3D Monte Carlo Radiative Transfer Simulation
日光层中的莱曼-α 辐射压力:3D 蒙特卡罗辐射传输模拟的结果
  • DOI:
    10.1088/1742-6596/642/1/012007
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    B. Fayock;G. P. Zank;J. Heerikhuisen;C. R. Gilbert;K. Scherer
  • 通讯作者:
    K. Scherer
The IBEX ribbon as a signature of the inhomogeneity of the local interstellar medium
IBEX 带作为局部星际介质不均匀性的标志
  • DOI:
    10.1051/0004-6361/201322064
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    H. Fichtner;K. Scherer;F. Effenberger;J. Zønnchen;N. Schwadron;D. J. McComas;David J.
  • 通讯作者:
    David J.
Heliosheath Processes and the Structure of the Heliopause: Modeling Energetic Particles, Cosmic Rays, and Magnetic Fields
  • DOI:
    10.1007/s11214-017-0354-8
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.3
  • 作者:
    N. Pogorelov;H. Fichtner;A. Czechowski;A. Lazarian;B. Lembége;J. A. Roux;Marius Potgieter;K. Scherer;E. Stone;R. D. Strauss;T. Wiengarten;P. Wurz;G. Zank;Ming Zhang
  • 通讯作者:
    N. Pogorelov;H. Fichtner;A. Czechowski;A. Lazarian;B. Lembége;J. A. Roux;Marius Potgieter;K. Scherer;E. Stone;R. D. Strauss;T. Wiengarten;P. Wurz;G. Zank;Ming Zhang
Ionization rates in the heliosheath and in astrosheaths - Spatial dependence and dynamical relevance
日鞘和星鞘中的电离率 - 空间依赖性和动力学相关性
  • DOI:
    10.1051/0004-6361/201321151
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    K. Scherer;H. Fichtner;H. J. Fahr;M. Bzowski;S. E. S.Ferreira
  • 通讯作者:
    S. E. S.Ferreira
Origin of the Differential Fluxes of Low-energy Electrons in the Inner Heliosheath
日鞘内低能电子微分通量的起源
  • DOI:
    10.3847/2041-8213/aa8def
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. J. Fahr;S. M. Krimigis;H. Fichtner;K. Scherer;A. Sylla;S. E. S. Ferreira;M. S. Potgieter
  • 通讯作者:
    M. S. Potgieter
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Klaus Scherer其他文献

Dr. Klaus Scherer的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Klaus Scherer', 18)}}的其他基金

Astrospheric shielding of habitable planets
宜居行星的天体屏蔽
  • 批准号:
    491027218
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于慧眼-HXMT宽能段观测的X射线吸积脉冲星磁场研究
  • 批准号:
    12373051
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
同步X-ray成像对调控自噬的联合疗法抗三阴性乳腺癌机制研究
  • 批准号:
    22ZR1470600
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于时空信息融合的2D X-ray到3D CT图像配准实时引导肺癌放疗研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
不同基因型大豆根系生长改善压实土壤结构的机制研究
  • 批准号:
    42007010
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
荷载、浸水条件下花岗岩残积土微细观结构演化及损伤本构关系
  • 批准号:
    51978413
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于X射线线形分析技术的钒高温高压强度特性研究
  • 批准号:
    11872056
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于原位局域表面等离子体共振技术的CeO2/Ag催化剂表界面效应探索及在催化氧化甲醛中应用
  • 批准号:
    21802066
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.6 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CAT、DSA、x-ray与解剖技术相结合确立小腿后外侧皮支链皮瓣血管构筑
  • 批准号:
    31860294
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
分子体系激光冷却的机理和方法的高精度理论研究
  • 批准号:
    21773251
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
若干蛋白质分子的取向测量的二维光谱理论研究
  • 批准号:
    21703221
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Anti-Complement Immunotherapy for Pancreatic Cancer
胰腺癌的抗补体免疫治疗
  • 批准号:
    10751872
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Global Exploration of the Conditions of Downward Terrestrial Gamma-ray Flash (TGF) Production
全球向下地面伽马射线闪光(TGF)产生条件的探索
  • 批准号:
    2235299
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Translational Multimodal Strategy for Peri-Implant Disease Prevention
种植体周围疾病预防的转化多模式策略
  • 批准号:
    10736860
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Broadly neutralizing SARS-CoV-2 peptidic knobs
广泛中和 SARS-CoV-2 肽旋钮
  • 批准号:
    10735902
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of a Piezoelectric Intramedullary Nail for Enhanced Fracture Healing
开发用于增强骨折愈合的压电髓内钉
  • 批准号:
    10759862
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Thick and Thin Filament Dysfunction in Obese Heart Failure with Preserved Ejection Fraction
射血分数保留的肥胖性心力衰竭的粗细丝功能障碍
  • 批准号:
    10678204
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
B Cell Epitope Discovery and Mechanisms of Antibody Protection: Responses to Dengue 4, Powassan, Chikungunya, and Venezuelan Equine Encephalitis Viruses
B 细胞表位发现和抗体保护机制:对登革热 4、Powassan、基孔肯雅热和委内瑞拉马脑炎病毒的反应
  • 批准号:
    10909763
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Prenatal Cigarette Smoke Exposure: Impact on Offspring Gut Bacterial Microbiome
产前香烟烟雾暴露:对后代肠道细菌微生物组的影响
  • 批准号:
    10747173
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Utilizing the power of synthetic biology and De Novo design for the overexpression and biochemical stabilization of KCNA6 or Kv1.6 potassium channels in the E. coli expression system
利用合成生物学和 De Novo 设计的力量,实现大肠杆菌表达系统中 KCNA6 或 Kv1.6 钾通道的过度表达和生化稳定
  • 批准号:
    10666856
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Mechanisms of viral RNA maturation by co-opting cellular exonucleases
通过选择细胞核酸外切酶使病毒 RNA 成熟的机制
  • 批准号:
    10814079
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了