Simulan un púlsar de bolsillo para entender su entorno complejo

Simulación produce un 'pulsar de bolsillo'
NASA GODDARD
Actualizado 11/10/2018 17:00:29 CET

   MADRID, 11 Oct. (EUROPA PRESS) -

   El equivalente a un púlsar de bolsillo simulado por computadora está dando una comprensión más detallada del entorno complejo y de alta energía en torno a las estrellas de neutrones que giran.

   El modelo traza los caminos de las partículas cargadas en campos magnéticos y eléctricos cerca de la estrella de neutrones, revelando comportamientos que pueden ayudar a explicar cómo los púlsares emiten rayos gamma y pulsos de radio con temporización ultraprecisa.

   Un púlsar es el núcleo aplastado de una estrella masiva que explotó como una supernova. El núcleo está tan comprimido que más masa que las del Sol en una bola no más ancha que la Isla de Manhattan en la ciudad de Nueva York. Este proceso también acelera su rotación y fortalece sus campos magnéticos y eléctricos.

   Varios procesos físicos aseguran que la mayoría de las partículas alrededor de un púlsar son electrones o sus contrapartes de antimateria, positrones. Para rastrear el comportamiento y las energías de estas partículas, los investigadores del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA utilizaron un tipo comparativamente nuevo de modelo de púlsar llamado simulación de "partícula en célula" (PIC).

   La técnica PIC permite a los científicos explorar el púlsar desde los inicios, comenzando con una estrella de neutrones magnetizada giratoria. El código de la computadora inyecta electrones y positrones en la superficie del púlsar y rastrea cómo interactúan con los campos eléctrico y magnético.

   Es computacionalmente intensivo porque los movimientos de las partículas afectan los campos y los campos afectan las partículas, y todo se está moviendo cerca de la velocidad de la luz. La simulación muestra que la mayoría de los electrones tienden a correr hacia afuera desde los polos magnéticos.

   Algunos electrones de energía media se dispersan salvajemente, incluso regresando al púlsar. Por otra parte, los positrones fluyen en latitudes más bajas, formando una estructura relativamente delgada.

   De hecho, los positrones de mayor energía aquí, menos del 0,1 por ciento del total, son capaces de producir rayos gamma similares a los detectados por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, que ha descubierto 216 púlsares de rayos gamma.

   La simulación ( https://www.youtube.com/watch?v=jwC6_oWwbSE ) se ejecutó en la supercomputadora Discover en el Centro de Simulación del Clima de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y en la supercomputadora Pléyades en el Centro de Investigación Ames de la NASA. El modelo realmente rastrea "macropartículas", cada una de las cuales representa muchos billones de electrones o positrones.