THESEUS: A key space mission concept for Multi-Messenger Astrophysics

Autor: F. Fuschino, Ruben Salvaterra, F. Frontera, M. Branchesi, Bruce Gendre, U. Maio, Stefano Covino, Tomaz Rodic, Giancarlo Ghirlanda, Serena Vinciguerra, D. Mereghetti, Andrea Rossi, Lorenzo Amati, Diego Götz, M. H. P. M. van Putten, Monica Colpi, Roberto Mignani, P. D'Avanzo, Riccardo Campana, Eliana Palazzi, Andrea Bulgarelli, M. G. Bernardini, Valerio D'Elia, Jochen Greiner, Elisabetta Maiorano, Enzo Brocato, Joseph Caruana, Piero Rosati, R. L. C. Starling, Nial Tanvir, Riccardo Ciolfi, G. Stratta, S. D. Vergani, S. Colafrancesco, Claudio Labanti, Bing Zhang, Dorottya Szécsi, M. Razzano, Enrico Bozzo, Antonio Stamerra, D. Malesani, René Hudec, Francesco Longo, Luciano Rezzolla, S. Piranomonte, M. de Pasquale, Richard Willingale, B. Patricelli, J. P. Osborne, P. T. O'Brien, Peter G. Jonker, Luciano Nicastro, C. Guidorzi, Aniello Grado, M. Boer, Alessandro Drago, Maria Giovanna Dainotti, Carole Mundell
Přispěvatelé: Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica - Milano (IASF-MI), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ISDC Data Centre for Astrophysics, University of Geneva [Switzerland], INAF - Osservatorio Astronomico di Brera (OAB), University of Ferrara [Ferrara], Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Department of Physics and Astronomy [Leicester], University of Leicester, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Mullard Space Science Laboratory (MSSL), University College of London [London] (UCL), INAF - Osservatorio Astronomico di Roma (OAR), INAF-IASF Milano, Observatoire de Haute-Provence (OHP), Institut Pythéas (OSU PYTHEAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ASI-Science Data Center, Rome, Laboratori Nazionali di Frascati (LNF), National Institute for Nuclear Physics (INFN), Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Czech Academy of Sciences [Prague] (ASCR), Department of Astrophysics [Nijmegen], Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics (IMAPP), Radboud university [Nijmegen]-Radboud university [Nijmegen], Dark Cosmology Centre (DARK), Niels Bohr Institute [Copenhagen] (NBI), Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (KU), CNR Institute of Atmospheric Sciences and Climate (ISAC), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Observatoire de Paris - Site de Meudon (OBSPM), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Genève = University of Geneva (UNIGE), Università degli Studi di Ferrara = University of Ferrara (UniFE), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences (ASU / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), Radboud University [Nijmegen]-Radboud University [Nijmegen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-Faculty of Science [Copenhagen], University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH)-University of Copenhagen = Københavns Universitet (UCPH), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation (GEPI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département d'Astrophysique (ex SAP) (DAP), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux (ARTEMIS), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), THESEUS, Stratta, G., Ciolfi, R., Amati, L., Bozzo, E., Ghirlanda, G., Maiorano, E., Nicastro, L., Rossi, A., Vinciguerra, S., Frontera, F., Götz, D., Guidorzi, C., O'Brien, P., Osborne, J. P., Tanvir, N., Branchesi, M., Brocato, E., Dainotti, M. G., De Pasquale, M., Grado, A., Greiner, J., Longo, F., Maio, U., Mereghetti, D., Mignani, R., Piranomonte, S., Rezzolla, L., Salvaterra, R., Starling, R., Willingale, R., Böer, M., Bulgarelli, A., Caruana, J., Colafrancesco, S., Colpi, M., Covino, S., D'Avanzo, P., D'Elia, V., Drago, A., Fuschino, F., Gendre, B., Hudec, R., Jonker, P., Labanti, C., Malesani, D., Mundell, C. G., Palazzi, E., Patricelli, B., Razzano, M., Campana, R., Rosati, P., Rodic, T., Szécsi, D., Stamerra, A., van Putten, M., Vergani, S., Zhang, B., Bernardini, M., Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Università degli Studi di Ferrara (UniFE), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Stratta, G, Ciolfi, R, Amati, L, Bozzo, E, Ghirlanda, G, Maiorano, E, Nicastro, L, Rossi, A, Vinciguerra, S, Frontera, F, Götz, D, Guidorzi, C, O'Brien, P, Osborne, J, Tanvir, N, Branchesi, M, Brocato, E, Dainotti, M, De Pasquale, M, Grado, A, Greiner, J, Longo, F, Maio, U, Mereghetti, D, Mignani, R, Piranomonte, S, Rezzolla, L, Salvaterra, R, Starling, R, Willingale, R, Böer, M, Bulgarelli, A, Caruana, J, Colafrancesco, S, Colpi, M, Covino, S, D'Avanzo, P, D'Elia, V, Drago, A, Fuschino, F, Gendre, B, Hudec, R, Jonker, P, Labanti, C, Malesani, D, Mundell, C, Palazzi, E, Patricelli, B, Razzano, M, Campana, R, Rosati, P, Rodic, T, Szécsi, D, Stamerra, A, van Putten, M, Vergani, S, Zhang, B, Bernardini, M
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Atmospheric Science
Computer science
Astronomy
Astronomical and space-research instrumentation
Gamma-ray bursts
Gamma-ray sources
X-ray bursts
X-ray sources
Aerospace Engineering
Space and Planetary Science
Astrophysics
01 natural sciences
Economica
astronomical and space-research instrumentation
010303 astronomy & astrophysics
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
media_common
High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE)
[PHYS]Physics [physics]
energy: high
gamma-ray bursts
Gamma-ray source
neutrino: detector
Geophysics
Upgrade
Neutrino detector
upgrade
Neutrino
Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena
Cosmic Vision
media_common.quotation_subject
FOS: Physical sciences
Context (language use)
frequency: high
X-ray source
0103 physical sciences
gravitational radiation: frequency
Gamma-ray burst
X-ray burst
gamma-ray sources
010308 nuclear & particles physics
Gravitational wave
family: 3
Astronomy and Astrophysics
gravitational radiation detector
Universe
messenger
electromagnetic
General Earth and Planetary Sciences
[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Zdroj: Advances in Space Research
Advances in Space Research, Elsevier, 2018, 62 (3), pp.662-682. ⟨10.1016/j.asr.2018.04.013⟩
Advances in Space Research, 2018, 62 (3), pp.662-682. ⟨10.1016/j.asr.2018.04.013⟩
Advances in Space Research, 62, 662-682
Adv.Space Res.
THESEUS Workshop 2017
THESEUS Workshop 2017, Oct 2017, Naples, Italy. pp.662-682, ⟨10.1016/j.asr.2018.04.013⟩
Advances in Space Research, 62, 3, pp. 662-682
ISSN: 0273-1177
Popis: The recent discovery of the electromagnetic counterpart of the gravitational wave source GW170817, has demonstrated the huge informative power of multi-messenger observations. During the next decade the nascent field of multi-messenger astronomy will mature significantly. Around 2030, third generation gravitational wave detectors will be roughly ten times more sensitive than the current ones. At the same time, neutrino detectors currently upgrading to multi km^3 telescopes, will include a 10 km^3 facility in the Southern hemisphere that is expected to be operational around 2030. In this review, we describe the most promising high frequency gravitational wave and neutrino sources that will be detected in the next two decades. In this context, we show the important role of the Transient High Energy Sky and Early Universe Surveyor (THESEUS), a mission concept proposed to ESA by a large international collaboration in response to the call for the Cosmic Vision Programme M5 missions. THESEUS aims at providing a substantial advancement in early Universe science as well as playing a fundamental role in multi-messenger and time-domain astrophysics, operating in strong synergy with future gravitational wave and neutrino detectors as well as major ground- and space-based telescopes. This review is an extension of the THESEUS white paper (Amati et al. 2017), also in light of the discovery of GW170817/GRB170817A that was announced on October 16th, 2017.
Comment: 25 pages, 13 figures, accepted to Advances in Space Research with minor revisions. Details on the THESEUS instrumentation, science case and expected performances can also be found in Amati et al. 2017 (arXiv:1710.04638) and in the presentations of the THESEUS Workshop 2017 (http://www.isdc.unige.ch/theseus/workshop2017-programme.html). v2 few typos corrected
Databáze: OpenAIRE
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