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Esplosioni stellari in 3D

Grazie ad una serie di simulazioni numeriche realizzate con il supercomputer Stampede finanziato dalla National Science FoundationPhilipp Moesta e Christian D. Ott del California Institute of Technology hanno prodotto le prime immagini tridimensionali del collasso gravitazionale di una stella tenendo conto degli effetti della relatività generale e della magnetoidrodinamica. Questo processo causa l’esplosione stellare che dà luogo alla formazione di due strutture a forma di lobi che si dipartono dalle regioni polari.

L’immagine illustra l’esplosione tridimensionale in falsi colori di una stella in rotazione e con un elevato campo magnetico. Si osserva la formazione di due lobi giganti che emergono dalle regioni polari. Credit: Philipp Moesta, TAPIR, California Institute of Technology

I due ricercatori hanno trovato che le simulazioni si comportano in modo molto diverso nel caso 3D rispetto allo stesso modello simulato con l’ipotesi che le stelle abbiano una simmetria sferica (immagini simulazione). Per realizzare la simulazione, sono state utilizzate 6-8 milioni di ore per riprodurre il collasso della stella e circa 200 millisecondi per descrivere l’evoluzione successiva. Inoltre, sono stati impiegati contemporaneamente 4000 computer per quasi due mesi. Secondo i due ricercatori, è possibile che alla fine l’esplosione distrugga l’intera stella lasciando come residuo finale una stella di neutroni. Ma è anche possibile che l’esplosione non guadagni mai trazione e che l’inviluppo stellare cada sulla stella di neutroni che successivamente collassa in un buco nero. Ora il passo successivo sarà quello di approfondire meglio i dettagli di questo processo da cui, forse, potremo ricavare ulteriori sorprese.

NSF: Supercomputer-powered supernova simulations shed light on distant explosions

HuffPost: Blowing Up Stars on Supercomputers

arXiv: Magnetorotational Core-Collapse Supernovae in Three Dimensions