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A comprehensive and Multi-facetted Study of Stellar Explosions and Eruptions using Radiation-Hydrodynamics and Time-Dependent Radiative Transfer Techniques

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Creare modelli per studiare le esplosioni stellari

Lo studio delle esplosioni stellari massicce può fornire importanti informazioni sull'evoluzione dell'Universo e le distanze tra i suoi oggetti. Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno sviluppato e applicato modelli avanzati ottenendo risultati interessanti.

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Gli scienziati che lavorano al progetto STELLAR EXPLOSIONS, finanziato dall'UE, hanno sviluppato modelli migliorati di meccanismi di esplosione e dinamica delle radiazioni. Li hanno applicati per esplorare gli spettri, le curve della luce e le alterazioni di polarizzazione di tutti i tipi di supernova (SN), le esplosioni più grandi che si verificano nello spazio, e altri eventi stellari esplosivi per nuove e interessanti descrizioni delle dinamiche. La chiave del successo della creazione di modelli del meccanismo delle esplosioni è stata cominciare con modelli coerenti dal punto di vista fisico della stella progenitrice prodotti dal codice pubblico di evoluzione stellare MESA-Star. Gli scienziati hanno quindi sviluppato il codice dell'idrodinamica delle radiazioni, chiamato V1D, per trattare il collasso del nucleo e le eruzioni stellari. Il culmine della modellazione condotta dal progetto è stato lo sviluppo di CMFGEN, che comprende tutti i processi rilevanti per l'equilibrio termodinamico non locale (non-LTE) e la dipendenza dal tempo del trasferimento radioattivo nel materiale disperso delle SN in espansione. Questo materiale sono i resti della stella che vengono dispersi quando esplode. Dopo miliardi di anni di esplosioni, forniscono importanti informazioni su come l'Universo è diventato quello che è adesso. Il codice CMFGEN è stato ampliato per comprendere anche il trattamento dei processi non termici ed è stato testato rispetto a una varietà di dati. STELLAR EXPLOSIONS associa in modo unico tre codici di modellazione (MESA, V1D e CMFGEN) per descrizioni dinamiche complete di esplosioni stellari massicce con dettagli e interrelazioni mai ottenuti prima. Inoltre il CMFGEN permette uno studio dettagliato degli aspetti non-LTE del trasferimento radioattivo che non è possibile con gli altri codici disponibili. Le applicazioni degli algoritmi hanno fornito informazioni rivoluzionarie su tutti i tipi di esplosioni di SN. I modelli del materiale disperso hanno generato curve di luce e spettri polarizzati completi per qualsiasi tipo di SN. Lo sviluppo e l'applicazione del codice alle osservazioni hanno superato di molto le aspettative originali, il che ha avuto come risultato la pubblicazione in periodici scientifici soggetti a revisione paritaria. In generale STELLAR EXPLOSIONS ha fornito una serie di strumenti software per creare modelli delle cause, i meccanismi e gli effetti delle esplosioni di SN che favoriranno gli studi sperimentali e teorici su alcune delle più importanti questioni del nostro Universo.

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