Interaction between a nova/supernova ejecta and the nearby mass-accretion disk

Abstract

Novae and supernovae are thermonuclear explosions that occur in binary systems, containing a white dwarf. The early stages of these phenomena have been studied extensively, but the interaction of the outburst ejecta, first with the accretion disk formed around the white dwarf, and then, with the secondary star, has hardly been studied. In this project, an axisymmetric Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) code, developed by members of the Astronomy and Astrophysics Group (GAA) at UPC, was used in order to study the interaction of the ejecta with the accretion disk, through high-resolution simulations. To this end, an initial supernova and nova scenario were set up using the thin-disk approximation for the subsequent axisymmetric SPH simulation. Finally, the results obtained from both simulations were analysed in order to study the effect of the explosion on the accretion disk. We hope that these results will help to guide future calculations of these scenarios.

Las novas y supernovas son explosiones termonucleares que se producen en sistemas binarios, en los que hay una enana blanca. Las primeras etapas de estos fenómenos se han estudiado ampliamente, pero la interacción del material eyectado, primero con el disco de acreción formado alrededor de la enana blanca, y luego, con la estrella secundaria, apenas se ha estudiado. En este proyecto, se ha utilizado un método "Smoothed-Particle Hydrodynamics" (SPH) axisimétrico, desarrollado por miembros del Grupo de Astronomía y Astrofísica (GAA) de la UPC, para estudiar la interacción del material eyectado con el disco de acreción, mediante simulaciones de alta resolución. Para ello, se ha establecido un escenario inicial para una supernova y una nova empleando la aproximación de "thin-disk" para la posterior simulación SPH axisimétrica. Por último, los resultados obtenidos de ambas simulaciones se han analizado para estudiar el efecto de la explosión en el disco de acreción. Esperamos que estos resultados ayuden a orientar futuros cálculos de estos escenarios.

Les noves i supernoves són explosions termonuclears que es produeixen en sistemes binaris, en els quals hi ha una nana blanca. Les primeres etapes d'aquests fenòmens s'han estudiat àmpliament, però la interacció del material ejectat, primer amb el disc d'acreció format al voltant de la nana blanca, i després, amb l'estrella secundària, a penes s'ha estudiat. En aquest projecte, s'ha utilitzat un mètode "Smoothed-Particle Hydrodynamics" (SPH) axisimétric, desenvolupat per membres del Grup d'Astronomia i Astrofísica (GAA) de la UPC, per a estudiar la interacció del material ejectat amb el disc d'acreció, mitjançant simulacions d'alta resolució. Per a això, s'ha establert un escenari inicial per a una supernova i una nova emprant l'aproximació de "thin-disk" per a la posterior simulació SPH axisimétrica. Finalment, els resultats obtinguts de totes dues simulacions s'han analitzat per a estudiar l'efecte de l'explosió en el disc d'acreció. Esperem que aquests resultats ajudin a orientar futurs càlculs d'aquests escenaris.