Supercomputador simulará la física extrema de supernovas

Un equipo de científicos utilizará el próximo año un supercomputador para hacer la mejor simulación jamás hecha de una supernova.

Los científicos R. Fisher y C. Jordan junto con un equipo de científicos han estado investigando por largo tiempo cómo se producen las supernovas. Hay un amplio consenso con respecto al proceso que las produce: ocurren cuando una estrella gigante roja está en un sistema binario con una enana blanca, están en contacto. Es decir, la gigante le está transfiriendo masa a la enana, hasta que esta produce la ignición del material acumulado, produciéndose una explosión colosalmente brillante, la cual puede sobrepasar el brillo total de la galaxia en que reside.

Imágenes de simulaciones previas de enanas blancas, en proceso de supernova Ia. En ambas se puede apreciar dónde comienza la ignición del material acumulado proveniente de la gigante roja, la cual no aparece en las imágenes (DOE NNSA ASC/AFC)

Hace algunos días los científicos han dado a conocer que tienen planeado utilizar el supercomputador Blue Gene/P del Argonne National Laboratory, en Estados Unidos, para llevar a cabo una simulación extremadamente compleja y complicada de cómo realmente se produce una supernova. La dificultad en el estudio de este fenómeno radica en que se ven involucradas temperaturas y presiones extremadamente grandes.

Blue Gene/P es muy famoso debido a que es uno de los supercomputadores más grandes y rápidos en el mundo. Con sus masivos recursos computacionales puede llevar a cabo la ejecución de complejas simulaciones en un tiempo relativamente pequeño en comparación a otros supercomputadores. Tal vez la clasificación de "supercomputador" le quede un poco pequeña a Blue Gene/P, debido a que este posee la exorbitante cantidad de 160.000 procesadores, los cuales son los más rápidos que existen hasta ahora. Si un cálculo hipotético durara 1000 años en completarse en algún computador de escritorio, Blue Gene/P lo haría en tan solo 3 días.

Un mejor entendimiento de las supernovas, que en este caso se tratarán las de tipo Ia, es fundamental para resolver el misterio de la energía oscura, uno de los retos más grandes que tienen los cosmólogos de hoy en día. La energía oscura es "aquello" que está provocando que el universo se expanda de forma acelerada.

Los cosmólogos descubrieron la energía oscura, utilizando observaciones de supernovas Ia realizadas por astrónomos, las cuales tenían luminosidades menores a las esperadas, con respecto a una tasa de expansión cosmológica no acelerada. Luego, "algo" estaba acelerando al expansión del universo, y a partir de aquello se deduce la existencia de la energía oscura.

Existen 2 procesos teóricos mediante los cuales las enanas blancas pueden quemar de forma tan poderosa el material: la deflagración y la detonación. La deflagración consiste en que una capa ultradelgada de la enana (llamada cáscara de deflagración) desencadena la ignición. La detonación simplemente corresponde a una explosión en la enana, que produce que se queme todo el material acumulado a su alrededor. La simulación también entregará respuestas con respecto a estos procesos.

El propósito de la simulación es analizar los resultados, que tendrán una resolución espacial y temporal nunca vista antes, los posibles escenarios en que se produce la ignición de la masa transferida desde la gigante roja. Se tienen 4 escenarios posibles, los cuales serán probados en la simulación.

A partir de los resultados se podrá tener una mejor estimación del brillo intrínseco de las supernovas Ia, el cual es crucial a la hora de medir sus distancias, y poder saber así si realmente estas supernovas están más lejos de lo esperado y deducir de lo anterior si existe efectivamente la energía oscura (o al menos aumentan sus probabilidades de existir), o no.

Fuente:

http://www.redastro.cl/