Colapso estelar en 3D

Por Martin Arin

Un equipo de investigadores del Instituto de Astrofísica Max Plank de Alemania ha llevado adelante el estudio computacional más costoso y elaborado para analizar la formación de una estrella de neutrones en el centro de una estrella que muere por colapso gravitacional, formando una supernova de tipo II.

Remanente de la Supernova Casiopeia A, del tipo II

Éste es el primer modelo en 3-D con un tratamiento detallado de todos los efectos físicos más importantes y con todos los detalles violentos, asimétricos y movimientos espirales de la materia estelar cuando ésta cae al centro de la estrella para producir una supernova.

Las estrellas entre 8 y 10 veces la masa del Sol terminan su vida en una tremenda explosión de supernova en el cual, el gas que las rodea es expulsado violentamente. Estas supernovas son los eventos más energéticos y brillantes del universo, los cuales pueden brillar más que una galaxia. Este evento es el generador de los átomos más pesados del universo.

Las supernovas son también los lugares donde se producen las estrellas de neutrones, es decir, cerca de 1,4 masas solares se comprimen en menos unos cuantos kilómetros. Una cucharada de esta estrella pesaría más de 300 millones de toneladas.

Sin embargo, cuestiones como ¿qué causa que la estrella implosione? ¿Qué hace que la implosión se invierta y la estrella explote? son preguntas aún sin respuestas. Así, esta simulación computacional trata de explicar éstas y otras preguntas, mediante la solución de ecuaciones matemáticas complejas que describen la física de los procesos estelares.

La simulación tomó 150 millones de horas con cerca de 16.000 procesadores, lo cual abarcó cerca de 4,5 meses de cálculo en paralelo mediante el apoyo del proyecto PRACE de la Unión Europea, el más grande otorgado en tiempo de cómputo a un grupo de investigación. Sólo dos centros de súper-computo pudieron tener los suficientes recursos computacionales y de espacio de almacenamiento en disco duro: CURIE en Francia y SuperMUC en Alemania.

Lo mas increíble es que el proceso que analiza dura medio segundo.....

El resultado de la simulación muestra un vaivén de materia llamado inestabilidad del choque de acreción estacionario. Los resultados son más obvios si se observa el video de la simulación.