Modelamiento Numérico en Astrofísica

Modelo Computacional

Calculation of the formation of a jet like structure due to a stellar outflow and collimation by a torus of material, as it is formed around rotating stars. This disk (light blue) has been nearly destroyed. Nevertheless the ejected material keeps fairly collimated (red). ( Credit: Felix Niederwanger)

El modelamiento numérico cada vez toma más importancia en la astrofísica. Aunque normalmente los astrofísicos no  desarrollan nuevos algoritmos matemáticos, con frecuencia inician nuevas investigaciones en el campo mediante la combinación de varios métodos.

La simulación numérica es en palabras simples – dividir la estructura casi infinita de la naturaleza en partes discretas, asumiendo propiedades físicas comunes dentro de esta sub-división. Estos métodos también son aplicados en Metrología, Oceanografía, etc.

Los astrofísicos estudian sistemas con un rangos extremos en sus propiedades físicas. Por ejemplo, en hidrodinámica se investigan regiones cuyas propiedades se pueden reproducir en laboratorio usando condiciones de vacío extremas hasta condiciones que son imposibles de reproducir. Las escalas geométricas requieren las simulaciones llamadas “sub-grid”. A menudo, la fuente de energía de una nube de gas es tan pequeña que no llena ni siquiera una simple célula de la simulación (como ejemplo se pueden mencionar una enana blanca en una nebulosa planetaria o en una Nova o galaxias en simulaciones de emisiones de rayos-X en el medio entre galaxias). Este problema no puede ser resuelto en las simulaciones aunque se usen los mayores super computadores disponibles.
Por lo tanto, métodos especiales de investigación son requeridos para resolver estos problemas en los esquemas matemáticos estándares.

STEFAN KIMESWENGER

Profesor Investigador, Astrónomo

skimeswenget@ucn.cl

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