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Silvana TapiaHéctor SocasJuan Carlos GilGastón Giribetestrella masiva 250 masas solaressimulaciones magnetohidrodinámicas estrellas colapsantesnúcleo de helio fronduoso estrellacolisión agujeros negros simulaciónestrella 250 masas solaresfusión nuclear estrella colapsantemetalicidad baja estrella masivacolapso fuerte simulación agujero negroestrella inicial 250 masas solaresagujero negro 40 masas solarespérdida de materia estrella 100 masas solaresGastón Giribetecuaciones de Maxwellecuaciones Navier-StokesGIFNASAJAXANaukas ValladolidFiorella Ramírez EsquivelYukun SunHéctor Socas80 masas solaresSol
Simulaciones magnetohidrodinámicas Estrellas colapsantes
Con
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Gastón Giribet continúa explicando cómo se comportan las estrellas masivas, comparándolas con una vaca para ilustrar su complejidad.
…se dan cuenta que es mucho más abstruso que la vaca esférica. La vaca tiene cuernos, tiene manchitas, tiene patitas, tiene detalles que puede hacer que se comporte no simplemente rodando, sino haciendo otras cosas, corcoveos y cosas raras De esos corcoveos de vacas, vamos a hablar ahora, que es cómo se comporta una estrella cuando tenés en cuenta todo esto, una estrella muy masiva Y se dan cuenta de lo siguiente, suponen que hay una estrella que tiene una estrella muy muy masiva, digamos algo así como 250 masas solares una estrella de 250 masas solares, de aquellas que esperamos que si tienen un poquito menos no puedan formar agujeros negros de ese rango de masas y que tengan mucho helio, un core de helio muy fronduoso lo que puede pasar, lo que hacen estos es simulaciones magnetohidrodinámicas de principio a fin desde que la estrella empieza a colapsar hasta que Se forma el agujero negro y luego se encuentra con el otro y colisiona; es una simulación impresionante. Nadie hizo esta simulación nunca antes, o sea. Los tipos empiezan con una estrella de 250 masas solares con ciertas propiedades: no mucha metalicidad, es decir, que no tenga cosas mucho más pesadas que el helio, y empiezan a ver cómo la evolución va cambiando. La evolución interna va cambiando por hacer fusión nuclear; la estrella va colapsando, va colapsando y hace un colapso y puede formar el primer colapso. Lo primero que pasa es que la estrella libera muchísima, muchísima materia y queda una estrella más pequeña de 150 masas solares. Esta estrella de 150 masas solares sigue haciendo un colapso fuerte, pero ese colapso fuerte, según las simulaciones, es lo que genera dentro de la estrella. Es un agujero negro, un agujero negro de unas 40 masas solares. Recordemos: la estrella tenía 250, empieza a colapsar y gasta un montón de materia hasta que reduce su materia a un montonazo, de 250 a 150 masas solares. Imaginemos la diferencia; o sea, hay 100 masas solares que se perdieron en la primera etapa. Esa estrella de 150 Masas solares que todavía no forma un agujero negro. Lo que va haciendo se va comprimiendo, se va comprimiendo. Y adentro, cuando la estrella tiene una masa de unas 110 masas solares, adentro se forma un agujero negro de unas 40 masas solares. Y el agujero…
Significado #1 · Palabras #1
Gastón Giribet describe el tipo de simulaciones que se realizan para estudiar la formación de estrellas y agujeros negros, destacando la complejidad de combinar relatividad general con otras ecuaciones físicas.
Habla: Gastón GiribetSignificado #11 · Palabras #2relatividad general ecuaciones maxwellmagnetohidrodinámica espacio tiempo curvosimulaciones gravito magnetohidrodinámica gastón giribetecuaciones navier stokes autogravitante…que hacen que baje mucho la presión de radiación y entonces el colapso es tan violento que entonces no deja ningún detrito. Ok, pero ¿es ese el escenario que vos consideraste el más general? ¿Qué pasa, dice Gottlieb y sus colaboradores, si hacemos una Simulación de magnetohidrodinámica, o me gusta decir a mí gravito magnetohidrodinámica, porque es magnetohidrodinámica, pero no de la que uno estudia en la facultad, que esas son ecuaciones complicadas, pero no tan complicadas, sino en el espacio-tiempo curvo, en presencia de un objeto que es autogravitante. O sea, son simulaciones de magneto hidrodinámica de una estrella, pero encima con efectos de la gravedad; no en un espacio plano, sino en un espacio curvo que dé cuenta del campo gravitacional de esta estrella. O sea, relatividad general acoplada a las ecuaciones de Maxwell, acopladas a las ecuaciones Navier-Stokes. Eso es lo que uno tiene que resolver. Entonces, si no tiene en cuenta el sistema completo, o más completo mejor dicho que es la estrella, la masa, el tipo de estrella que tiene, el contenido de metalicidad de la estrella, en qué etapa, cuánto helio tiene, cuánto hidrógeno tiene relativo, la masa…
Gastón Giribet continúa explicando cómo se comportan las estrellas masivas, comparándolas con una vaca para ilustrar su complejidad.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #1estrella masiva 250 masas solaressimulaciones magnetohidrodinámicas estrellas colapsantesnúcleo de helio fronduoso estrellacolisión agujeros negros simulaciónestrella 250 masas solaresfusión nuclear estrella colapsantemetalicidad baja estrella masivacolapso fuerte simulación agujero negroestrella inicial 250 masas solaresagujero negro 40 masas solarespérdida de materia estrella 100 masas solares…se dan cuenta que es mucho más abstruso que la vaca esférica. La vaca tiene cuernos, tiene manchitas, tiene patitas, tiene detalles que puede hacer que se comporte no simplemente rodando, sino haciendo otras cosas, corcoveos y cosas raras De esos corcoveos de vacas, vamos a hablar ahora, que es cómo se comporta una estrella cuando tenés en cuenta todo esto, una estrella muy masiva Y se dan cuenta de lo siguiente, suponen que hay una estrella que tiene una estrella muy muy masiva, digamos algo así como 250 masas solares una estrella de 250 masas solares, de aquellas que esperamos que si tienen un poquito menos no puedan formar agujeros negros de ese rango de masas y que tengan mucho helio, un core de helio muy fronduoso lo que puede pasar, lo que hacen estos es simulaciones magnetohidrodinámicas de principio a fin desde que la estrella empieza a colapsar hasta que Se forma el agujero negro y luego se encuentra con el otro y colisiona; es una simulación impresionante. Nadie hizo esta simulación nunca antes, o sea. Los tipos empiezan con una estrella de 250 masas solares con ciertas propiedades: no mucha metalicidad, es decir, que no tenga cosas mucho más pesadas que el helio, y empiezan a ver cómo la evolución va cambiando. La evolución interna va cambiando por hacer fusión nuclear; la estrella va colapsando, va colapsando y hace un colapso y puede formar el primer colapso. Lo primero que pasa es que la estrella libera muchísima, muchísima materia y queda una estrella más pequeña de 150 masas solares. Esta estrella de 150 masas solares sigue haciendo un colapso fuerte, pero ese colapso fuerte, según las simulaciones, es lo que genera dentro de la estrella. Es un agujero negro, un agujero negro de unas 40 masas solares. Recordemos: la estrella tenía 250, empieza a colapsar y gasta un montón de materia hasta que reduce su materia a un montonazo, de 250 a 150 masas solares. Imaginemos la diferencia; o sea, hay 100 masas solares que se perdieron en la primera etapa. Esa estrella de 150 Masas solares que todavía no forma un agujero negro. Lo que va haciendo se va comprimiendo, se va comprimiendo. Y adentro, cuando la estrella tiene una masa de unas 110 masas solares, adentro se forma un agujero negro de unas 40 masas solares. Y el agujero…
Gastón Giribet explica cómo simulaciones revelan una compleja secuencia evolutiva, desde una estrella inicial de 250 masas solares hasta la formación de un agujero negro de 80 masas solares.
Habla: Gastón GiribetSignificado #18estrella 250 masas solaresagujero negro 80 masas solaresspin giratorio estrella masivacorrelación masa spin estrellas…a crecer, empieza a cretar, empieza a cretar. Llega a tener 80 masas solares y el momento angular puede haber crecido del 50% de la velocidad de la luz. La velocidad de rotación al 80% de la velocidad de luz. Exactamente el tipo de objeto que colisionan acá. Las simulaciones muestran que hay una larga genealogía bastante compleja que te lleva de una estrella de 250 masas solares con poca metalicidad y mucho helio a un agujero negro de 80 masas solares que, encima lo más interesante, es que el mismo dependió de haber llegado a tal masa que gire mucho. Hay una suerte de correlación entre las estrellas que se pueden formar en ese rango de masas y que tengan un spin muy grande. ¿Por qué? Porque los mecanismos que hacen que se vaya perdiendo masa en este proceso, recordemos un proceso que ocurre adentro de una estrella que involucra un agujero negro, un disco de acreción y jets relativistas disparados, los procesos que hacen que…
Gastón Giribet explica cómo simulaciones sugieren la posibilidad de generar agujeros negros de más de 80 masas solares a partir del colapso de una estrella masiva, sin necesidad de dos agujeros negros preexistentes.
Habla: Gastón GiribetSignificado #8 · Palabras #8simulaciones agujeros negros 80 masas solarescolapso estrella primera generacióncampo magnético proceso simulación…del colapso de una estrella de 200 masas solares, por ejemplo, por decir algo en el medio, del rango de masas. Si uno tiene en cuenta detalles propios de la metalicidad o, mejor dicho, la baja metalicidad y la composición de las estrellas pero también y sobre todo la dinámica de rotación, el spin y los campos magnéticos de este proceso hay un mecanismo que las simulaciones dicen que está mostrado en el cual se pueden generar agujeros negros de más de 80 masas solares a partir de una primera generación. No necesitaste dos agujeros negros que le den origen, sino con el colapso de una estrella lo suficientemente masiva. Todo esto es muy importante porque, para los que nos sigan hace tiempo, hemos hablado muchas Veces del rango de masas, hemos hablado muchas veces de la inestabilidad de pares, de supernovas, y cuán sorprendente es el hecho de que LIGO nos está diciendo de diferentes maneras, de una manera muy abigarrada, que siempre hay más agujeros negros de los que…
Héctor Socas expresa su entusiasmo por un artículo científico sobre simulaciones numéricas de gravitomagnetohidrodinámica con relatividad general, destacando la complejidad y el poder computacional que implica.
Habla: Héctor SocasSignificado #9simulaciones gravitomagnetohidrodinámica relatividad generalrelatividad general gravedad magnetismo hidrodinámicapoder computacional simulaciones astrofísica…también hemos aprendido que hay agujeros negros muchos más de lo que creíamos y nos hacen repensar las cotas que habíamos impuesto ingenuamente en los 80 acerca de la existencia de agujeros negros primordiales, o sea, nos hace repensar un montón de cosas. A mí este paper me pareció súper interesante y yo creo que es un resultado astrofísica muy muy importante. Es magnífico porque además es de esta área que es tan fascinante que es hacer simulaciones numéricas de gravitomagnetohidrodinámica pero con relatividad general, o sea, relatividad general, gravedad, magnetismo, hidrodinámica, todo A mí me quita la respiración que eso quepa en un ordenador Es muy lindo saber cuánto tardaría una simulación de estas en una computadora normal. Mira, el otro día estaba viendo una simulación mucho más sencilla que esta, solamente cómo se vería un agujero negro con un disco de agresión. Te puedo interrumpir un momento, porque si tú te preguntas cuánto duraría eso, yo creo que Silvana se está…
Gastón Giribet continúa explicando las características de una simulación compleja, comparándola con la visualización de un agujero negro y destacando que los investigadores crean simulaciones desde el colapso estelar hasta la formación de un agujero negro.
Habla: Gastón GiribetSignificado #2 · Palabras #7colapso estelar simulado por investigadoresformación agujero negro disco de acreciónsimulación ciclo solar once añoscampo magnético y momento angularacoplamiento masa disco acreciónsimulación formación agujeros negros…porque las simulaciones son mejores ahí, en una computadora. Vamos a hacer la simulación y si la ves hasta parece un GIF, te lo paso por GIF; es una boludez, es un agujero nuevo, un disco así. Esa simulación en mi computadora nueva tarda más o menos 11 años. Un ciclo solar once años corriendo. Un ciclo solar, corriendo. Corriendo para darte una figurita que te la paso por GIF. O sea, estos tipos no quieren imaginar. O sea, es impresionante porque es una simulación desde que la estrella está empezando a colapsar hasta que se forma un agujero negro con el disco de acreción en el jet y se encuentra con otro. Además exploran. Exploran distintos parámetros. No decías de magnética; sí, encima, claro, en el momento angular. Sacan conclusiones de qué pasa si en el campo magnético es moderado, ya que cero no consideramos, ya que lo incluimos maestro, pero es moderado o es muy grande, porque si es muy grande le quita tanto momento angular que termina sacándole masa también, porque están acoplados los sistemas; si vos le sacas momento angular, acordemos que alrededor hay un disco, entonces el disco empieza a acretar más o menos en función de cuán rápido gire. Es nada trivial este problema; es impresionante que se pueda hacer esta simulación. Yo cuando, no, no sé, es impresionante. Esto cuando decías que te haces toda esta simulación para que al final te salga algo que parece un GIF, me recordó en la guía de la autopista galáctico, no recuerdo los detalles, pero que creo que era la Tierra, era un gran superordenador que después de no sé…
Héctor Socas explica cómo una estrella pierde sustento al perder un fotón, lo que provoca un ciclo de retroalimentación donde el colapso aumenta la temperatura y genera más pares electrón-positrón.
Habla: Héctor SocasPalabras #18pérdida de fotón estrella pierde sustentocolapso estelar aumenta temperaturapares electrón positrón ritmo temperaturaciclo retroalimentación colapso estelar…a sostener esta materia que quiero colapsar. Dicen: no, yo estoy ocupado generando copias de esas cantidades de electrón-positrón. Por ejemplo, las estrellas que tienen no más de 130, más o menos. Y además, perdona, y hay una inestabilidad porque lo que pasa entonces, si pierdes, con que pierdas un fotón, la estrella que hace, pierde sustento, entonces se comprime un poquito, pero al comprimirse un poquito se calienta, y al calentarse, ¿qué pasa? Que más fotones se convierten en pares electropositores, porque ese ritmo aumenta con la temperatura, entonces pierdes más sustento, al perder más sustento, vuelves a colapsar un poquito más, o sea, el proceso se retroalimenta, según la estrella va colapsando, vas perdiendo, va aumentando la temperatura, y más fotones se Van convirtiendo en pares y pierdes, cada vez vas perdiendo más sustento. Exacto, y como este colapso es tan violento, no queda absolutamente nada; directamente le volaste la cresta a todo, no quedó nada, en chileno te lo dije, pero no quedó nada. Ahora, lo…
Héctor Socas plantea una pregunta sobre la demora entre el colapso de una estrella y su explosión como supernova, cuestionando por qué no se convierte directamente en un agujero negro.
Habla: Héctor SocasPalabras #6colapso estelar supernovasimulaciones superordenador explosiones supernovaagujero negro formación estelarcolapso estelar comprimiéndose rápidamentereacciones nucleares por calentamiento densodensidad creciente en colapso estelar…Esto es lo mismo, es exactamente igual, la analogía es muy buena; vos abrís canales en los cuales la energía se puede transferir, bueno, vas a hacer equiparticiones de los canales que tengas posibles. Yo, de todas formas, hay una parte de la pregunta que me Parece que puede ser, o sea, que uno se puede preguntar, vale, entonces la estrella está colapsando, pero ¿por qué lleva un momento en que explota? ¿Por qué no se convierte en agujero negro? Y eso, el proceso es muy complejo; hacer simulaciones de explosiones de supernova es una de esas simulaciones con superordenador que son complicadísimas, pero yo intuitivamente me gusta dar una explicación que no sé cuánto es rigurosa, es pero que a mí me satisface mi propia visión intuitiva del proceso que es. La siguiente cuando esto se va comprimiendo, va colapsando, se va apretando, se va calentando, cada vez es todo más denso y más caliente y esto está ocurriendo muy rápidamente, o sea, literalmente está cayendo la estrella, se está desplomando sobre sí misma, ¿no? Entonces, en todo este colapso de repente hay un calentamiento y un aumento de densidad tan grande que empiezan a producirse reacciones nucleares. Las reacciones que se producen solo en el núcleo y a un ritmo muy pequeño de la estrella normalmente, de repente aquí por esa densidad y ese calentamiento tan brusco que ocurre, ocurre de forma repentina todo a la vez, en todas partes, como el título de la…
Héctor Socas explica cómo el colapso de una estrella sobre sí misma provoca un aumento infinito en la velocidad de las reacciones nucleares.
Habla: Héctor SocasSignificado #14reacciones nucleares estrella colapsadatemperaturas densidades infinitas solexplosión violenta estrella hector socas…ser gracias al efecto túnel, a la temperatura que está en el interior del Sol, no llegarían a juntarse lo suficiente, pero de vez en cuando alguno engancha por efecto túnel y se fusionan, ¿no? Entonces, el ritmo de producción es relativamente bajo, pero si Tú tuvieras el Sol colapsando sobre sí mismo, ese ritmo tiende a infinito porque las temperaturas y las densidades son tan altas o sea, rápidamente es como si en un instante toda la estrella sufriera simultáneamente reacciones nucleares y eso es lo que genera esa explosión violenta repentina. Bueno, esto tiene todos muchos detalles y muchos matices pero Creo que es la forma de ver por qué algo que está colapsando de repente explota, porque parece como un cambio de tendencia. Si está yendo hacia abajo, ¿por qué luego va hacia arriba? Pues porque se produce esa transición de fase. Hay un efecto rebote, ¿no?…