Simulaciones de N-cuerpos de un galaxia

Transcripción

1 Simulaciones de N-cuerpos de un galaxia Para las condiciones inciales: Ahí esta la información para compilar y correr el código Para los N-cuerpos con Gadget2 Programas de visualización y para pasar las condiciones iniciales de un formato al otro, en mi pagina web Requerimientos si se quiere compilar: IDL, Compilador C y FORTRAN y algunas librerias (para gadget) que están en la pagina. Si vuestro ordenador tiene la misma arquitectura, podeis copiar los ejecutables de la maquina del laboratorio, si no, teneis que compilar las fuentes.

2 Código para construir modelos semi-analíticos estables de galaxias con disco + bulbo + Halo La DF del halo y el bulbo es una DF de King: Es una variación de la función de distribución isoterma. En la DF isoterma ρ 0, es la densidad central, σ la dispersión de velocidades La forma de f(e) es la de la repartición en equilibrio de un gas de partículas isotermas (a temperatura T) f(e)~e -βe, con β =1/kT, la DF isoterma se extiende hasta el infinito, una función mas aceptable presenta un corte en a una energía E 0

3 Modelo King (para los detalles exactos de la DF, mirar el paper de Kuijken y Dubinski 1995): Los parámetros que caracterizan esta función de distribución son la densidad central, la dispersión de velocidad, la energía de corte y el valor del potencial en el centro, estos parámetros definen la masa y escala del sistema y la concentración del sistema.

4 Creamos el bulbo mas condensado y radialmente confinado que el halo, en el programa el bulbo y el halo están parametrizados en términos de su DF, esto hace que no podamos predecir facilmente el cambio el la curva de rotación con respecto a los cambios que hagamos en los parámetros. La concentración del halo esta determinada por ψ 0 /σ 02, cuanto mas negativo, mayor la concentración, R a y v 0 afectan la escala del perfil. Para el bulbo, reducir el valor de la dispersión crea un bulbo mas concentrado y reduciendo el valor de ψ de corte trunca el bulbo y reduce su masa.

5 Para el disco la DF hay que introducir lidiar con la tercera integral del movimiento (para el bulbo y el halo lidiamos solo con las integrales analíticas de la energía y momento angular) ya que sabemos que la σ r σ z en nuestra galaxia y no podemos construir una DF que dependa solo de la energía y del momento angular. La tercera integral aproximada mas simple que podemos construir es la siguiente: E z = ψ(r,z) - ψ(r,0) + 1/2 v z 2 En el programa el disco esta parametrizado directamente del perfil de masa, podemos hacer cambios predecibles en la curva de rotación.

6 Calculo de las posiciones y velocidades iniciales de las partículas Directorio GalactICS: Milky_Way ORIG README bin src Directorio /bin (todos los ejecutables) Directorio /src (los códigos compilables) Directorio /Milky-Way: A B C D

7 A B C D Para correr los programas usando el potencial A: make galaxy Make corre todos los programas para generar las condiciones iniciales A El README del directorio principal explica los detalles. Una vez generado, el archivo galaxy contiene las posiciones y velocidades inciales de las partículas de bulbo + disco + halo Atentos: editar in.bulge, in.disk e in.halo el numero de partículas adecuado en nuestro caso : BULGE: 4000 particulas DISCO: 8000 particulas HALO : 6000 particulas Hacer lo mismo para el resto de los directorios con los parámetros para generar los otros potenciales. Copiar galaxy a galaxya, galaxyb

8 A B C D Para generar la curva de rotación del modelo correr en IDL plot_rc.pro 1- A responder: Contribución del disco, bulbo y halo para cada uno de los modelos, comparación entre ellos.

9 GADGET(para mas detalles mirar Springel 2005) GADGET calcula fuerzas gravitacionales con un algoritmo jerárquico Tree (opcionalmente, un hibrido PM-Tree), y representa fluidos mediante el método de hidrodinámica de partículas suavizado (SPH). GADGET Puede utilizarse para estudiar sistemas aislados o para simulaciones que incluyen la expansión cosmológica del espacio, con o sin aplicar condiciones de contorno periódicas.

10 GADGET(para mas detalles mirar Springel 2005) En todos estos tipos de simulaciones, GADGET recorre la evolución de un sistema de N-cuerpos no colisionales autogravitando, y permite incluir opcionalmente dinámica de gases. Puede utilizarse para un gran abanico de problemas astrofísicos interesantes, desde colisiones y fusiones de galaxias a la formación de estructuras a gran escala en el Universo. Con la inclusión de procesos físicos adicionales, como enfriamiento o calentamiento radiativo

11 Para correr GADGET Crear en el directorio GADGET un directorio donde irán los outputs de las simulaciones (e.g Galaxy) Crear dentro de Galaxy un directorio para cada uno de las IC s de GalactiCS Bajarse los.pro de la pagina web, pasar las condiciones iniciales al formato gadget con galtogadget.pro Copiar el ouput de las IC s en el directorio Ics Bajarse el archivo de los parámetros y ponerlo en el directorio Gadget2 Editarlo Correr gadget; > Gadget2 params

12 run show_galaxy.pro Para correr GADGET Para recomenzar una simulación Mientras corre una simulación, correr las Ics para otro modelo y generar las curvas de rotación.

13 Qué estructuras se generan en cada uno de los modelos? son iguales para todos? Ocurren en todos los modelos al mismo tiempo? Por qué?