Catching Element Formation In The Act. The Case for a New MeV Gamma-Ray Mission: Radionuclide Astronomy in the 2020s. A White Paper for the 2020 Decadal Survey
Chris L. Fryer
,
Frank Timmes
,
Aimee L. Hungerford
,
Aaron Couture
,
Fred Adams
,
Wako Aoki
,
Almudena Arcones
,
David Arnett
,
Katie Auchettl
,
Melina Avila
,
Carles Badenes
,
Eddie Baron
,
Andreas Bauswein
,
John Beacom
,
Jeff Blackmon
,
Stéphane Blondin
,
Peter Bloser
,
Steve Boggs
,
Alan Boss
,
Terri Brandt
,
Eduardo Bravo
,
E. Brown
,
Peter Brown
,
Steve Bruenn
,
Carl Budtz-Jørgensen
,
Eric Burns
,
Alan Calder
,
Regina Caputo
,
Art Champagne
,
Roger Chevalier
,
Alessandro Chieffi
,
Kelly Chipps
,
David Cinabro
,
Ondrea Clarkson
,
Don Clayton
,
Alain Coc
(1)
,
Devin Connolly
,
Charlie Conroy
,
Benoit Côté
,
Sean Couch
,
Nicolas Dauphas
,
Richard James Deboer
,
Catherine Deibel
,
Pavel Denisenkov
,
Steve Desch
,
Luc Dessart
,
Roland Diehl
,
Carolyn Doherty
,
Inma Domínguez
,
Subo Dong
,
Vikram Dwarkadas
,
Doreen Fan
,
Brian Fields
,
Carl Fields
,
Alex Filippenko
,
Robert Fisher
,
Francois Foucart
,
Claes Fransson
,
Carla Fröhlich
,
George Fuller
,
Brad Gibson
,
Viktoriya Giryanskaya
,
Joachim Görres
,
Stéphane Goriely
,
Sergei Grebenev
,
Brian Grefenstette
,
Evan Grohs
,
James Guillochon
,
Alice Harpole
,
Chelsea Harris
,
J. Austin Harris
,
Fiona Harrison
,
Dieter Hartmann
,
Masa-Aki Hashimoto
,
Alexander Heger
,
Margarita Hernanz
,
Falk Herwig
,
Raphael Hirschi
,
Raphael William Hix
,
Peter Höflich
,
Robert Hoffman
,
Cole Holcomb
,
Eric Hsiao
,
Christian Iliadis
,
Agnieszka Janiuk
,
Thomas Janka
,
Anders Jerkstrand
,
Lucas Johns
,
Samuel Jones
,
Jordi José
,
Toshitaka Kajino
,
Amanda Karakas
,
Platon Karpov
,
Dan Kasen
,
Carolyn Kierans
,
Marc Kippen
,
Oleg Korobkin
,
Chiaki Kobayashi
,
Cecilia Kozma
,
Saha Krot
,
Pawan Kumar
,
Irfan Kuvvetli
,
Alison Laird
,
Martin Laming
,
Josefin Larsson
,
John Lattanzio
,
James Lattimer
,
Mark Leising
,
Annika Lennarz
,
Eric Lentz
,
Marco Limongi
,
Jonas Lippuner
,
Eli Livne
,
Nicole Lloyd-Ronning
,
Richard Longland
,
Laura A. Lopez
,
Maria Lugaro
,
Alexander Lutovinov
,
Kristin Madsen
,
Chris Malone
,
Francesca Matteucci
,
Julie Mcenery
,
Zach Meisel
,
Bronson Messer
,
Brian Metzger
,
Bradley Meyer
,
Georges Meynet
,
Anthony Mezzacappa
,
Jonah Miller
,
Richard Miller
,
Peter Milne
,
Wendell Misch
,
Lee Mitchell
,
Philipp Mösta
,
Yuko Motizuki
,
Bernhard Müller
,
Matthew Mumpower
,
Jeremiah Murphy
,
Shigehiro Nagataki
,
Ehud Nakar
,
Ken'Ichi Nomoto
,
Peter Nugent
,
Filomena Nunes
,
Brian O'Shea
,
Uwe Oberlack
,
Steven Pain
,
Lucas Parker
,
Albino Perego
,
Marco Pignatari
,
Gabriel Martínez Pinedo
,
Tomasz Plewa
,
Dovi Poznanski
,
William Priedhorsky
,
Boris Pritychenko
,
David Radice
,
Enrico Ramirez-Ruiz
,
Thomas Rauscher
,
Sanjay Reddy
,
Ernst Rehm
,
Rene Reifarth
,
Debra Richman
,
Paul Ricker
,
Nabin Rijal
,
Luke Roberts
,
Friedrich Röpke
,
Stephan Rosswog
,
Ashley J. Ruiter
,
Chris Ruiz
,
Daniel Wolf Savin
,
Hendrik Schatz
,
Dieter Schneider
,
Josiah Schwab
,
Ivo Seitenzahl
,
Ken Shen
,
Thomas Siegert
,
Stuart Sim
,
David Smith
,
Karl Smith
,
Michael Smith
,
Jesper Sollerman
,
Trevor Sprouse
,
Artemis Spyrou
,
Sumner Starrfield
,
Andrew Steiner
,
Andrew W. Strong
,
Tuguldur Sukhbold
,
Nick Suntzeff
,
Rebecca Surman
,
Toru Tanimori
,
Lih-Sin The
,
Friedrich-Karl Thielemann
,
Alexey Tolstov
,
Nozomu Tominaga
,
John Tomsick
,
Dean Townsley
,
Pelagia Tsintari
,
Sergey Tsygankov
,
David Vartanyan
,
Tonia Venters
,
Tom Vestrand
,
Jacco Vink
,
Roni Waldman
,
Lifang Wang
,
Xilu Wang
,
Mackenzie Warren
,
Christopher West
,
J. Craig Wheeler
,
Michael Wiescher
,
Christoph Winkler
(2)
,
Lisa Winter
,
Bill Wolf
,
Richard Woolf
,
Stan Woosley
,
Jin Wu
,
Chris Wrede
,
Shoichi Yamada
,
Patrick Young
,
Remco Zegers
,
Michael Zingale
,
Simon Portegies Zwart
Chris L. Fryer
- Fonction : Auteur
Frank Timmes
- Fonction : Auteur
Aimee L. Hungerford
- Fonction : Auteur
Aaron Couture
- Fonction : Auteur
Fred Adams
- Fonction : Auteur
Wako Aoki
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Almudena Arcones
- Fonction : Auteur
David Arnett
- Fonction : Auteur
Katie Auchettl
- Fonction : Auteur
Melina Avila
- Fonction : Auteur
Carles Badenes
- Fonction : Auteur
Eddie Baron
- Fonction : Auteur
Andreas Bauswein
- Fonction : Auteur
John Beacom
- Fonction : Auteur
Jeff Blackmon
- Fonction : Auteur
Stéphane Blondin
- Fonction : Auteur
Peter Bloser
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Steve Boggs
- Fonction : Auteur
Alan Boss
- Fonction : Auteur
Terri Brandt
- Fonction : Auteur
Eduardo Bravo
- Fonction : Auteur
E. Brown
- Fonction : Auteur
Peter Brown
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755384
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Steve Bruenn
- Fonction : Auteur
Carl Budtz-Jørgensen
- Fonction : Auteur
Eric Burns
- Fonction : Auteur
Alan Calder
- Fonction : Auteur
Regina Caputo
- Fonction : Auteur
Art Champagne
- Fonction : Auteur
Roger Chevalier
- Fonction : Auteur
Alessandro Chieffi
- Fonction : Auteur
Kelly Chipps
- Fonction : Auteur
David Cinabro
- Fonction : Auteur
Ondrea Clarkson
- Fonction : Auteur
Don Clayton
- Fonction : Auteur
Devin Connolly
- Fonction : Auteur
Charlie Conroy
- Fonction : Auteur
Benoit Côté
- Fonction : Auteur
Sean Couch
- Fonction : Auteur
Nicolas Dauphas
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760126
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Richard James Deboer
- Fonction : Auteur
Catherine Deibel
- Fonction : Auteur
Pavel Denisenkov
- Fonction : Auteur
Steve Desch
- Fonction : Auteur
Luc Dessart
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757276
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Roland Diehl
- Fonction : Auteur
Carolyn Doherty
- Fonction : Auteur
Inma Domínguez
- Fonction : Auteur
Subo Dong
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761306
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Vikram Dwarkadas
- Fonction : Auteur
Doreen Fan
- Fonction : Auteur
Brian Fields
- Fonction : Auteur
Carl Fields
- Fonction : Auteur
Alex Filippenko
- Fonction : Auteur
Robert Fisher
- Fonction : Auteur
Francois Foucart
- Fonction : Auteur
Claes Fransson
- Fonction : Auteur
Carla Fröhlich
- Fonction : Auteur
George Fuller
- Fonction : Auteur
Brad Gibson
- Fonction : Auteur
- PersonId : 794419
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- IdRef : 079971156
Viktoriya Giryanskaya
- Fonction : Auteur
Joachim Görres
- Fonction : Auteur
Stéphane Goriely
- Fonction : Auteur
Sergei Grebenev
- Fonction : Auteur
Brian Grefenstette
- Fonction : Auteur
Evan Grohs
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James Guillochon
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Alice Harpole
- Fonction : Auteur
Chelsea Harris
- Fonction : Auteur
J. Austin Harris
- Fonction : Auteur
Fiona Harrison
- Fonction : Auteur
Dieter Hartmann
- Fonction : Auteur
Masa-Aki Hashimoto
- Fonction : Auteur
Alexander Heger
- Fonction : Auteur
Margarita Hernanz
- Fonction : Auteur
Falk Herwig
- Fonction : Auteur
Raphael Hirschi
- Fonction : Auteur
Raphael William Hix
- Fonction : Auteur
Peter Höflich
- Fonction : Auteur
Robert Hoffman
- Fonction : Auteur
Cole Holcomb
- Fonction : Auteur
Eric Hsiao
- Fonction : Auteur
Christian Iliadis
- Fonction : Auteur
Agnieszka Janiuk
- Fonction : Auteur
Thomas Janka
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Anders Jerkstrand
- Fonction : Auteur
Lucas Johns
- Fonction : Auteur
Samuel Jones
- Fonction : Auteur
Jordi José
- Fonction : Auteur
Toshitaka Kajino
- Fonction : Auteur
Amanda Karakas
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Platon Karpov
- Fonction : Auteur
Dan Kasen
- Fonction : Auteur
Carolyn Kierans
- Fonction : Auteur
Marc Kippen
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Oleg Korobkin
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Chiaki Kobayashi
- Fonction : Auteur
Cecilia Kozma
- Fonction : Auteur
Saha Krot
- Fonction : Auteur
Pawan Kumar
- Fonction : Auteur
Irfan Kuvvetli
- Fonction : Auteur
Alison Laird
- Fonction : Auteur
Martin Laming
- Fonction : Auteur
Josefin Larsson
- Fonction : Auteur
John Lattanzio
- Fonction : Auteur
James Lattimer
- Fonction : Auteur
Mark Leising
- Fonction : Auteur
Annika Lennarz
- Fonction : Auteur
Eric Lentz
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Marco Limongi
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Jonas Lippuner
- Fonction : Auteur
Eli Livne
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Nicole Lloyd-Ronning
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Richard Longland
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Laura A. Lopez
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Maria Lugaro
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Alexander Lutovinov
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Kristin Madsen
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Chris Malone
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Francesca Matteucci
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Julie Mcenery
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Zach Meisel
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Bronson Messer
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Brian Metzger
- Fonction : Auteur
Bradley Meyer
- Fonction : Auteur
Georges Meynet
- Fonction : Auteur
Anthony Mezzacappa
- Fonction : Auteur
Jonah Miller
- Fonction : Auteur
Richard Miller
- Fonction : Auteur
Peter Milne
- Fonction : Auteur
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Wendell Misch
- Fonction : Auteur
Lee Mitchell
- Fonction : Auteur
Philipp Mösta
- Fonction : Auteur
Yuko Motizuki
- Fonction : Auteur
Bernhard Müller
- Fonction : Auteur
Matthew Mumpower
- Fonction : Auteur
Jeremiah Murphy
- Fonction : Auteur
Shigehiro Nagataki
- Fonction : Auteur
Ehud Nakar
- Fonction : Auteur
Ken'Ichi Nomoto
- Fonction : Auteur
Peter Nugent
- Fonction : Auteur
Filomena Nunes
- Fonction : Auteur
Brian O'Shea
- Fonction : Auteur
Uwe Oberlack
- Fonction : Auteur
Steven Pain
- Fonction : Auteur
Lucas Parker
- Fonction : Auteur
Albino Perego
- Fonction : Auteur
Marco Pignatari
- Fonction : Auteur
Gabriel Martínez Pinedo
- Fonction : Auteur
Tomasz Plewa
- Fonction : Auteur
Dovi Poznanski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1170563
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William Priedhorsky
- Fonction : Auteur
Boris Pritychenko
- Fonction : Auteur
David Radice
- Fonction : Auteur
Enrico Ramirez-Ruiz
- Fonction : Auteur
Thomas Rauscher
- Fonction : Auteur
Sanjay Reddy
- Fonction : Auteur
Ernst Rehm
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Rene Reifarth
- Fonction : Auteur
Debra Richman
- Fonction : Auteur
Paul Ricker
- Fonction : Auteur
Nabin Rijal
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Luke Roberts
- Fonction : Auteur
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Friedrich Röpke
- Fonction : Auteur
Stephan Rosswog
- Fonction : Auteur
Ashley J. Ruiter
- Fonction : Auteur
Chris Ruiz
- Fonction : Auteur
Daniel Wolf Savin
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Hendrik Schatz
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Dieter Schneider
- Fonction : Auteur
Josiah Schwab
- Fonction : Auteur
Ivo Seitenzahl
- Fonction : Auteur
Ken Shen
- Fonction : Auteur
Thomas Siegert
- Fonction : Auteur
Stuart Sim
- Fonction : Auteur
David Smith
- Fonction : Auteur
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Karl Smith
- Fonction : Auteur
Michael Smith
- Fonction : Auteur
Jesper Sollerman
- Fonction : Auteur
Trevor Sprouse
- Fonction : Auteur
Artemis Spyrou
- Fonction : Auteur
Sumner Starrfield
- Fonction : Auteur
Andrew Steiner
- Fonction : Auteur
Andrew W. Strong
- Fonction : Auteur
Tuguldur Sukhbold
- Fonction : Auteur
Nick Suntzeff
- Fonction : Auteur
Rebecca Surman
- Fonction : Auteur
Toru Tanimori
- Fonction : Auteur
Lih-Sin The
- Fonction : Auteur
Friedrich-Karl Thielemann
- Fonction : Auteur
Alexey Tolstov
- Fonction : Auteur
Nozomu Tominaga
- Fonction : Auteur
John Tomsick
- Fonction : Auteur
Dean Townsley
- Fonction : Auteur
Pelagia Tsintari
- Fonction : Auteur
Sergey Tsygankov
- Fonction : Auteur
David Vartanyan
- Fonction : Auteur
Tonia Venters
- Fonction : Auteur
Tom Vestrand
- Fonction : Auteur
Jacco Vink
- Fonction : Auteur
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Roni Waldman
- Fonction : Auteur
Lifang Wang
- Fonction : Auteur
Xilu Wang
- Fonction : Auteur
Mackenzie Warren
- Fonction : Auteur
Christopher West
- Fonction : Auteur
J. Craig Wheeler
- Fonction : Auteur
Michael Wiescher
- Fonction : Auteur
Lisa Winter
- Fonction : Auteur
Bill Wolf
- Fonction : Auteur
Richard Woolf
- Fonction : Auteur
Stan Woosley
- Fonction : Auteur
Jin Wu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759367
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Chris Wrede
- Fonction : Auteur
Shoichi Yamada
- Fonction : Auteur
Patrick Young
- Fonction : Auteur
Remco Zegers
- Fonction : Auteur
Michael Zingale
- Fonction : Auteur
Simon Portegies Zwart
- Fonction : Auteur
Résumé
Gamma-ray astronomy explores the most energetic photons in nature to address some of the most pressing puzzles in contemporary astrophysics. It encompasses a wide range of objects and phenomena: stars, supernovae, novae, neutron stars, stellar-mass black holes, nucleosynthesis, the interstellar medium, cosmic rays and relativistic-particle acceleration, and the evolution of galaxies. MeV gamma-rays provide a unique probe of nuclear processes in astronomy, directly measuring radioactive decay, nuclear de-excitation, and positron annihilation. The substantial information carried by gamma-ray photons allows us to see deeper into these objects, the bulk of the power is often emitted at gamma-ray energies, and radioactivity provides a natural physical clock that adds unique information. New science will be driven by time-domain population studies at gamma-ray energies. This science is enabled by next-generation gamma-ray instruments with one to two orders of magnitude better sensitivity, larger sky coverage, and faster cadence than all previous gamma-ray instruments. This transformative capability permits: (a) the accurate identification of the gamma-ray emitting objects and correlations with observations taken at other wavelengths and with other messengers; (b) construction of new gamma-ray maps of the Milky Way and other nearby galaxies where extended regions are distinguished from point sources; and (c) considerable serendipitous science of scarce events -- nearby neutron star mergers, for example. Advances in technology push the performance of new gamma-ray instruments to address a wide set of astrophysical questions.