Transporte de radiación en espacio-tiempos de alta curvatura

• Autores: Abrudsky, Martín Ezequiel
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Carrasco, Federico León
• Materia: Astronomía de la radiación electromagnética; Astronomía de rayos gamma; Transporte radiativo; Gravitación; Púlsar; Aceleración por GPU; Optimización numérica; Electromagnetic radiation astronomy; Gamma ray astronomy; Radiative transport; Gravitation; Numerical optimization
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Lic. en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2024.
Fil: Abrudsky, Martín Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.
El descubrimiento de las estrellas de neutrones abrió un nuevo campo de investigación, permitiéndonos estudiar una amplia variedad de fenómenos físicos en condiciones extremas. En la actualidad, la adopción de nuevas tecnologías ha generado un aumento significativo de datos observacionales, mejorando la calidad de las señales electromagnéticas provenientes de fuentes compactas con intensos campos magnéticos, principalmente estrellas de neutrones. El modelado de estas señales originadas en las cercanías de objetos compactos requiere del uso de potentes códigos numéricos, capaces de transportar esa radiación hasta observadores distantes, para finalmente producir las curvas de luz y espectros que podrán contrastarse con las observaciones. Nuestro grupo de investigación cuenta con herramientas computacionales propias, entre ellas el código Skylight, que fue diseñado para tal fin. Sin embargo, modelar las señales electromagnéticas que se originan en regiones tridimensionales del espacio implica un elevado costo computacional. Por tal motivo, en este trabajo aceleramos por GPU el código de trazados de rayos Skylight, lo que nos permitió abordar el estudio de emisiones gamma en púlsares, utilizando como punto de partida soluciones numéricas de sus magnetosferas en el espacio-tiempo de Kerr y de Minkowski. Las mejoras realizadas a Skylight nos permitirán caracterizar las señales electromagnéticas en escenarios astrofísicos más complejos, como por ejemplo en sistemas binarios compactos que involucren al menos una estrella de neutrones.
The discovery of neutron stars opened a new field of research, allowing us to study a wide variety of physical phenomena under extreme conditions. Nowadays, the adoption of new technologies has generated a significant increase in observational data, improving the quality of electromagnetic signals from compact sources with intense magnetic fields, mainly neutron stars. The modeling of these electromagnetic signals originating in the vicinity of compact objects requires the use of powerful numerical codes, capable of transporting this radiation to distant observers, to finally produce the light curves and spectra that can be compared with the observations. Our research group has its own computational tools, including the code Skylight, which was designed for this purpose. However, modeling electromagnetic signals originating in three-dimensional regions of space involves a high computational cost. For this reason, in this work we accelerated the ray tracing code Skylight using GPU, which allowed us to address the study of gamma emissions in pulsars, using as a starting point numerical solutions of their magnetospheres in Kerr and Minkowski spacetime. The improvements made to Skylight will allow us to characterize electromagnetic signals in more complex astrophysical scenarios, such as in compact binary systems involving at least one neutron star.
Fil: Abrudsky, Martín Ezequiel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.