Le 15 pubblicazioni piu' importanti
 

Physical processes

The synchrotron boiler.
Ghisellini G., Guilbert P., & Svensson R., 1988. ApJ, 334, L5

Thermalization by synchrotron absorption in compact sources:  electron and photon distributions.
Ghisellini G., Haardt F. & Svensson R., 1998, MNRAS, 297, 348

In questi lavori si esamina il processo di assorbimento di sincrotrone  dal punto di vista delle particelle assorbenti:  la radiazione puo' infatti essere il mezzo piu' efficace per trasferire energia e quindi pemettere la termalizzazione  in plasmi rarefatti e relativistici, dove le collisioni coulombiane non sono efficaci. L'assorbimento del momento della radiazione permette anche l'accelerazione di plasmi magnetizzati.  Le applicazione sono molteplici: accelerazione di getti nei blazars;  veloce termalizzazione di plasmi caldi (corone)  in galassie di Seyfert, quasar  radio-quieti e sorgenti candidate buchi neri galattiche.
 

Blazar jets

Inhomogeneous synchrotron self Compton models and the problem of relativistic beaming of BL Lac objects.
Ghisellini G., Maraschi L., & Treves A., 1985. A&A, 146, 204

E' stata la mia prima pubblicazione, tratta dal lavoro di tesi (di laurea). Ha permesso una comprensione efficace di come si origina lo spettro di  sincrotrone e di Compton inverso nei getti dei blazars, e per questo ha avuto un notevole riscontro nella comunita' scientifica. Contiene una trattazione completamente analitica e accurata, nonostante le assunzioni di disomogeneita' del getto stesso (piu' denso nelle vicinanze del buco nero).
 

Relativistic bulk motion in active galactic nuclei.
Ghisellini G., Padovani P., Celotti A. & Maraschi L., 1993. ApJ, 407, 65.

Si sono analizzati dati di letteratura per un campione di 105 sorgenti per stimare il fattore Doppler del plasma emittente.  Si tratta del campione piu' completo (ancora oggi)  per studi di questo tipo. Si confuta l'idea che gli oggetti BL Lac abbiamo fattori Doppler maggiori degli altri blazar, e per il sottocampione di sorgenti con moto superluminale misurato si riesce a stimare angolo di vista e fattore  di Lorentz.
 

On the origin of the gamma-ray emission in blazars.
G. Ghisellini & P. Madau, 1996. MNRAS, 280, 67

Si dimostra che l'intensa emissione di alta energia, che spesso domina la luminosita' bolometrica dei blazars, deve provenire da regioni distanti almeno qualche centinaio di raggi di Schwarzchild dal buco nero. Conseguenza immediata: il getto deve essere non-dissipativo fino  a quelle distanze. Si propone un nuovo modello per siegare l'emissione gamma: il plasma nel  getto produce emissione di sincrotrone, che viene assorbita/riemessa  da nubi responsabili delle larghe righe di emissione e/o diffusa dal plasma  tra queste nubi. Queste funzionano quindi da ``specchio", e la radiazione riflessa viene scatterata (per Compton inverso) dal getto stesso, producendo radiazione di alta energia.
 

A theoretical unifying view of gamma-ray bright blazars.
Ghisellini G., Celotti A., Fossati G., Maraschi L. & Comastri A., 1998, MNRAS, 301, 451

Internal shocks in blazar jets.
Ghisellini G., 1999. 4th ASCA symp., Astronomische Nachrichten. Editors: H.Inoue, T.Ohashi and T.Takahashi, 320, p. 232

Questi lavori sono la sintesi della mia ricerca sui blazars. I blazars sembrano formare una sequenza: la loro forma spettrale (dal radio alla banda gamma) correla con la loro luminosit\`a bolometrica. Si dimostra che questa sequenza e' dovuta alla correlazione tra l'energia delle particelle emittenti la maggior parte della  luminosita' e la densita' d'energia (magnetica piu' radiativa). Questo suggerisce fortemente un equilibrio tra meccanismo  di accelerazione (tuttora sconosciuto) e il raffreddamento radiativo. La complessa fenomenologia dei blazar (e le loro sottoclassi) viene inquadrata in uno schema unitario.

Nel secondo lavoro si propone che il meccanismo di conversione dell'energia cinetica d'insieme del getto in energia ``random" delle particelle, e quindi in radiazione, sia lo stesso di quello proposto per i gamma-ray bursts. Nello scenario degli ``shock interni" il plasma non fluirebbe in modo  continuo nel getto, ma avrebbe velocita' leggermente diverse. Quindi ``shells" veloci possono collidere con shells piu' lente formando shocks, e quindi radiazione collimata. Questo scenario potrebbe spiegare le caratteristiche principali di tutti i blazars.
 

The dividing line between FR I and FR II radio-galaxies
Ghisellini G. & Celotti A.,  2001,  A&A, 379, L1

Dopo la scooperta dell'esistenza di un buco nero massivo nel nucleo delle galassie, e della correlazione tra la sua massa e la luminosita' del bulge della galassia che lo ospita, abbiamo rivisitato la dicotomia tra radiogalassie FR I e FR II. La linea di divisione tra di loro dipende dalla luminosita' ottica della galassia ospite,  che abbiamo re-interpretato come dovuta dalla massa del buco nero centrale. Abbiamo trovato che la linea di divisione tra i due tipi di radiogalassie corrisponde ad una luminosita' del disco di accrescimento costante in unita' di luminosita' di Eddington (pochi per cento).  La dicotomia potrebbe quindi essere dovuta ad un diverso tipo di accrescimento, piu' che alle diverse proprieta' del mezzo attorno al nucleo.
 
 

Seyfert galaxies and microquasars

The contribution of the obscuring torus to the X-ray  spectrum of Seyfert galaxies: a test for the unification model.
Ghisellini G., Haardt, F. & Matt, G., 1994, MNRAS, 267, 743

Nel modello di unificazione delle galassie di Seyfert di tipo 1 e 2 un toro molecolare nasconde l'emissione ottica e le righe larghe per certi angoli di vista. In questi lavori si studiano gli effetti della presenza del toro molecolare sull'emissione X, trovando che, se il toro e' otticamente spesso, contribuisce allo spettro nella banda 5-50 keV delle Seyfert di tipo 1.
 

Aborted jets and the X-ray emission of radio-quiet AGNs
Ghisellini G., Haardt F.  & Matt G., 2004, A&A, 413, 535

Abbiamo esteso il concetto di "internal shocks" anche agli oggetti radio-quieti, ipotizzando che anche in queste sorgenti la materia sia espulsa a grandi velocita', ma minori della velocita' di fuga. Inoltre, se l'espulsione di materia avviene  in maniera intermittente, allora shells di materia possono collidere, liberando
la loro energia cinetica, scaldando particelle fino a temperature adatte per l'emissione in banda X. Potrebbe quindi esistere una sorgente di raggi X (alternativa alla corona)  in prossimita' del buco nero centrale, che illuminando il disco di accrescimento potrebbe risolvere alcune difficolta' nella spiegazione delle righe (allargate) di fluorescenza del ferro.
 

Gamma-ray bursts

Quasi-thermal Comptonization and gamma-ray bursts.
Ghisellini G. & Celotti A., 1999. ApJ, 511, L93

In questo lavoro proponiamo che la radiazione gamma osservata nei gamma-ray bursts sia dovuta a particelle calde,  ma non relativistiche, per mezzo della Comptonizzazione (Compton inverso multiplo) di fotoni seme prodotti da ciclo-sincrotrone autoassorbito. La produzione di coppie elettrone-positrone gioca un ruolo essenziale, introducendo dei meccanismi di feedback che mantengono la temperatura delle particelle emittenti attorno a valori appropriati.

Compton dragged gamma-ray bursts: the spectrum
Ghisellini G., Lazzati D., Celotti A. & Rees M.J.,  2000, MNRAS, 316, L45

L'origine dell'emissione gamma della fase prompt dei gamma-ray bursts non e' ancora conosciuta con certezza. L'interpretazione prevalente (che sia emissione di sincrotrone) pone seri problemi, e in questo lavoro offriamo un'alternativa, sfruttando l'idea che il progenitore sia una stella di grande massa, sul punto di esplodere come supernova, o addirittura gia' esplosa  (ore-giorni prima del gamma-ray bursts). La fireball del gamma-ray bursts si muove quindi (con fattore di Lorentz tra 100 e 1000)  in un ambiente molto denso di fotoni (orinati o dal funnel della stella o dalla supernova). Il processo di bulk Compton e' in questo caso molto efficiente,  e potrebbe spiegare interamente lo spettro osservato.

Polarization ligtcurve and position angle variation of beamed gamma-ray bursts.
Ghisellini G. & Lazzati D., 1999, MNRAS, 309, L7

In questo lavoro si propone un modello per spiegare la polarizzazione lineare  osservata negli afterglow ottici dei gamma-ray burst, predicendo uno stretto  legame tra livello di polarizzazione, angolo di polarizzazione, e curva di luce  del flusso totale.
 

The collimation-corrected GRB energies correlate with the peak energy of their  vFv spectrum
Ghirlanda G., Ghisellini G. & Lazzati D., 2004,  ApJ, 616, 331

Gamma Ray Bursts: new rulers to measure the Universe
Ghirlanda G., Ghisellini G., Lazzati D. & Firmani C., 2004, ApJ, 613, L13

Abbiamo trovato una correlazione molto forte tra la frequenza a cui viene emessa la maggior parte della radiazione prompt e l'energia totale emessa durante il prompt stesso, corretta per l'angolo di collimazione. Infatti l'energia non viene emessa isotropicamente, ma all'interno dell'angolo di apertura del getto del gamma-ray burst, che si puo' stimare attraverso un break caratteristico (acromatico) nella curva di luce dell'afterglow. Questa correlazione e' cosi' forte da rendere possibile l'uso dei gamma-ray burst come candele standard, cosa che facciamo nel secondo lavoro.   Riusciamo a mettere dei limiti ai parametri cosmologici anche con un campione di gamma-ray burst molto esiguo. Rispetto alle supernove Ia, i gamma-ray burst presentano evidenti vantaggi: sono piu' luminosi e possono essere rivelati anche a redshift di 10 o piu', e non sono affetti da problemi di estinzione.
 
 

(Last update: December 4, 2005)
 

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