Exposición Tesis. Lunes 27 de julio de 2026, a las 10:00, Salón de Graus Lise Meitner, Facultat de Física, bloque C. Av Vicent Andrés Estellés, 19. 46100 Burjassot (Campus de Burjassot-UV), tendrá lugar la lectura de la Tesis Doctoral realizada por Marco Cusinato, bajo la dirección de los doctores Miguel Angel Aloy Torás y Martin Obergaulinguer, profesores de este departamento.
Título:
El impacto de la rotación y los campos magnéticos en la dinámica y los posibles observables de las supernovas de colapso de núcleo
Resumen:
Las supernovas por colapso del núcleo marcan la etapa final y explosiva en la evolución de las estrellas con una masa superior a ocho veces la del Sol. Son lugares clave para la síntesis de elementos pesados y objetivos principales de la astrofísica multimessenger, ya que emiten neutrinos, ondas gravitacionales y radiación electromagnética. Estas señales exploran diferentes aspectos del núcleo en colapso: los neutrinos trazan la energía de la explosión, mientras que las ondas gravitacionales codifican la evolución dinámica de la protoestrella de neutrones y su entorno.
La interpretación de estas señales sigue siendo un reto debido a la dinámica no lineal y a las degeneraciones con respecto a la rotación del progenitor, los campos magnéticos y la ecuación de estado nuclear. En esta tesis, establecemos vínculos cuantitativos entre estos parámetros físicos, la dinámica del colapso del núcleo y las señales multimensajeras.
Realizamos simulaciones multidimensionales de supernovas de colapso de núcleo en magnetohidrodinámica relativista especial utilizando el código Aenus-ALCAR, que abarcan el colapso y hasta varios segundos después del rebote. Nuestros modelos incluyen múltiples progenitores (una supergigante roja y dos estrellas Wolf-Rayet), seis ecuaciones de estado y diferentes velocidades de rotación e intensidades de campo magnético.
En 29 simulaciones axisimétricas de la supergigante roja, analizamos la conexión entre la convección y la emisión de ondas gravitacionales poco después del rebote. Mediante la descomposición empírica de modos en conjunto y el análisis espectral, identificamos seis funciones de modo intrínsecas: tres vinculadas a las oscilaciones de la protoestrella de neutrones (incluido el modo f) y tres a la convección. Los campos magnéticos intensos reducen el soporte rotacional y modifican la excitación de los modos, mientras que la convección genera una señal persistente de baja frecuencia en gran medida independiente de la rotación. También observamos que la convección inmediata puede rivalizar o superar la señal del rebote del núcleo, lo que complica su identificación.
Para un progenitor Wolf-Rayet, identificamos un régimen de rotación previo al colapso que potencia la emisión de ondas gravitacionales a través de la resonancia entre el modo f de la protoestrella de neutrones y las oscilaciones epicíclicas en el límite del núcleo interno. Esta resonancia intermitente produce modulaciones correlacionadas tanto en las señales de ondas gravitacionales como en las de neutrinos. Con frecuencias características del orden de un kilohercio, dichas señales podrían ser detectables hasta a un megaparsec.
Por último, realizamos simulaciones tridimensionales completas de un progenitor Wolf-Rayet en rápida rotación y débilmente magnetizado para evaluar el impacto de la ecuación de estado nuclear. Si bien todos los modelos desarrollan fuertes inestabilidades no axisimétricas, observamos que la ecuación de estado deja huellas distintivas en la emisión multimessenger. En particular, la frecuencia máxima de la señal de ondas gravitacionales depende sensiblemente de la rigidez de la ecuación de estado. Además, la ecuación de estado influye significativamente en la estructura de la protoestrella de neutrones, la redistribución del momento angular, la amplificación del campo magnético y la morfología del material eyectado.
