Nuevas perspectivas sobre la evolución de las estrellas binarias
La CEE es una fase corta pero crítica en la evolución de una estrella binaria, un sistema de dos estrellas que están ligadas gravitacionalmente y orbitan un centro de masa común. Durante esta fase, el binario puede perder una fracción significativa de su masa, energía y momento angular. En algunos casos «la estrella uno y la estrella dos» pueden incluso fusionarse para formar un único objeto. Aunque este fenómeno parece decir a gritos «¡Mírame! ¡Mírame ya!», la fase de la CEE sigue siendo una de las menos comprendidas de la evolución de las estrellas binarias. «Pero las consecuencias de nuestra falta de comprensión tienen grandes repercusiones en la astronomía», afirma Ondřej Pejcha(se abrirá en una nueva ventana), astrofísico de la Universidad Carolina(se abrirá en una nueva ventana) de Praga. Por ejemplo, CEE tiene un papel fundamental en las vías evolutivas que involucran objetos compactos como enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros. «Un aspecto especialmente importante y oportuno de ello es comprender el origen y la evolución de los sistemas de agujeros negros y estrellas de neutrones, cuyas fusiones observamos mediante ondas gravitacionales», añade Pejcha. Con el apoyo del proyecto Cat-In-hAT(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, Pejcha se propuso aportar nuevos conocimientos sobre el importante y misterioso fenómeno de la CEE.
Examen de la dinámica tridimensional de la evolución de envoltura común
El núcleo del proyecto es el uso de la magnetohidrodinámica, que permitió a los investigadores examinar la dinámica tridimensional de la CEE, con especial atención a la evolución hacia la fase final de remanente. La magnetohidrodinámica es una herramienta para estudiar cómo los fluidos conductores de electricidad, como los plasmas que se encuentran comúnmente en el universo, evolucionan e interactúan con los campos magnéticos. «Esas simulaciones nos permiten evaluar cuantitativamente los mecanismos responsables del transporte del momento angular y la energía y de la amplificación de los campos magnéticos, además de comprender cómo esos procesos interactúan con el binario central», explica Pejcha. El proyecto también creó un innovador módulo de transferencia de radiación para un código hidrodinámico de malla móvil. Desde entonces, el código se ha aplicado a los transitorios reprocesados por el viento y a los eventos de perturbación mareal encontrados en el centro de las galaxias, junto con los transitorios asociados con la CEE. La malla divide el espacio tridimensional en una cuadrícula de formas más pequeñas y simples para permitir las simulaciones por ordenador. Los códigos hidrodinámicos de malla móvil son una clase de herramientas de dinámica de fluidos computacionales que se utilizan para resolver ecuaciones de fluidos en una malla computacional que se mueve con el fluido, reduciendo así los errores numéricos.
Avances en la comprensión astronómica de la evolución de envoltura común
El proyecto contribuyó con éxito al avance del conocimiento astronómico sobre el fenómeno de CEE. «Convertimos los transitorios de envoltura común en sondas de la evolución binaria y ofrecimos nuevos conocimientos sobre las últimas etapas de la CEE», señala Pejcha. Aunque el proyecto Cat-In-hAT haya finalizado, la labor de sus investigadores continúa. «Me siento especialmente orgulloso de que los estudiantes de doctorado y posdoctorado que han trabajado en este proyecto hayan conseguido puestos competitivos en diversas instituciones de Europa y Estados Unidos, donde estoy seguro de que muchos seguirán avanzando en la investigación que iniciamos con este proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) », concluye Pejcha. El propio Pejcha también tiene previsto seguir explorando algunos de los temas del proyecto, incluida la aplicación del código de malla móvil de radiación a cuestiones de investigación relacionadas con una serie de fenómenos astronómicos transitorios.