General Relativistic numerical models of accretion disks and magnetic reconnection with the PLUTO code.

I campi magnetici modellano la dinamica dei plasmi relativistici che orbitano attorno ai buchi neri astrofisici (BH), come osservato negli attuali modelli magnetoidrodinamici relativistici generali (GRMHD). Un esempio primario è la riconnessione magnetica, ovvero il riarrangiamento della struttura delle linee del campo magnetico, che converte l'energia magnetica in energia cinetica e termica e accelera le particelle a velocità relativistiche, producendo così la radiazione non termica ad alta energia osservata dagli oggetti compatti in accrescimento. Nonostante l'importanza delle instabilità su piccola scala nel determinare le proprietà della dissipazione magnetica e dell'accelerazione delle particelle, le simulazioni globali dei dischi di accrescimento relativistici di solito considerano il fluido a conduzione infinita o uno con una dissipazione magnetica finita costante, che non cattura la natura senza collisioni dell'astrofisica plasmi. L'obiettivo del progetto GR-PLUTO è quello di eseguire il primo studio numerico GRMHD sulla riconnessione in dischi relativistici utilizzando un'efficace resistività non costante, che andrà oltre i modelli fluidi standard introducendo nuovi effetti non collisionali nelle simulazioni GRMHD globali. Questo approccio metterà alla prova la nostra attuale conoscenza della riconnessione magnetica relativistica e fornirà stime più coerenti per la velocità con cui le particelle possono essere accelerate, insieme alla struttura generale dei flussi di accrescimento magnetizzato attorno ai BH dove si verifica questo processo. Poiché le simulazioni necessarie per quantificare i miglioramenti rispetto a la riconnessione MHD relativistica all'avanguardia e i modelli di flusso di accrescimento GRMHD hanno un costo computazionale elevato, l'azione includerà lo sviluppo di uno strumento numerico per la modellazione dei flussi GRMHD basato sul codice PLUTO pubblico. In collaborazione con il gruppo ospitante di UniTo, l'azione produrrà un nuovo codice che unirà i vantaggi di schemi numerici altamente accurati con metodi HPC ad alta efficienza energetica, che continueranno ad essere liberamente accessibili dal pubblico.