Modelos de curva de luz de las supernovas de tipo I

Abstract

En el presente trabajo se han conectado unos fenómenos pertenecientes al campo de la observación (las supernovas de tipo 1, SN 1) con los procesos físicos que tienen lugar en fases evolutivas avanzadas de los sistemas binarios compactos en los que hay una enana blanca de carbono-oxigeno que acreta materia. El estudio llevado a cabo muestra que el fenómeno observacional de las SN 1 es la consecuencia última de que dichos procesos se verifiquen bajo unas condiciones específicas y que es posible reproducir las características más notables de las supernovas de tipo 1 en el escenario a que nos referimos si se considera de forma realista las condiciones físicas existentes en el interior de la enana que da origen al fenómeno.

El trabajo ha sido estructurado de la forma que se indica a continuación:

El primer capítulo se dedica a analizar las observaciones de SN 1 disponibles con objeto de establecer las restricciones que deben imponerse a los modelos que se formulen así como a los resultados que de ellos se obtengan.

En el segundo capítulo se discuten los diversos modelos que se han ido realizando hasta la fecha para explicar el fenómeno de las SN I, señalando los problemas que plantean y que los hacen inviables a la hora de dar una explicación totalmente satisfactoria del mismo. Se acaba con la presentación de las relaciones dimensionales obtenidas a partir de los modelos analíticos de Arnett, de gran importancia para entender el origen de las dificultades con que tropiezan los modelos teóricos de formulación más reciente.

Posteriormente, se presenta un escenario general que sirve de base para el desarrollo de las supernovas de tipo 1: los sistemas binarios compactos que poseen enanas blancas masivas las cuales han desarrollado un núcleo Sólido de carbono-oxígeno.

En el marco del citado escenario, se construyen modelos para simular numéricamente las curvas de luz de las SN 1. Los modelos se han formulado teniendo en cuenta las relaciones dimensionales de Arnett y resultados previos de cálculos sobre explosión de objetos compactos. La integración numérica de las ecuaciones de conservación y de transporte bajo unas hipótesis físicas bastante generales permite obtener la evolución temporal de cada modelo y su comparación con 105 observables. Todo ello, marco astrofísico y método de construcción de los modelos, se expone en el tercer capítulo del trabajo.

El capítulo cuarto recoge y analiza los resultados de los cálculos que se han llevado a cabo. Se destacan en él los efectos que tiene el considerar como progenitores de las supernovas enanas blancas totalmente fluidas o, por el contrario, con un núcleo Sólido. Se muestra mediante dos secuencias de modelos, una para cada caso, las consecuencias observacionales a que da lugar el que la explosión deje o no un residuo ligado, en especial en lo que se refiere a poder reproducir el efecto Pskovski-Branch.

Adicionalmente, se indican las incertidumbres que padecen los modelos y se estudian las consecuencias que supondría cambiar el valor de algunos parámetros no bien conocidos. Asimismo, se discuten las implicaciones cosmológicas del modelo de explosión de supernova que se presenta en lo relativo a su compatibilidad con determinados valores de la constante de Hubble. Finalmente, se indican las posibles vías de continuación del trabajo.