Caracterización morfológica de vientos estelares en estrellas súper masivas mediante una exploración del formalismo m-CAK

Abstract

Este trabajo investiga la dinámica de los vientos estelares impulsados por radiación en estrellas masivas bajo el formalismo m-CAK. Históricamente, el modelado estacionario de estos fenómenos ha presentado limitaciones matemáticas, destacando la aparición de “regiones prohibidas” (gaps) en el espacio de parámetros de rotación (Ω) y balance de ionización (δ), junto con predicciones de saltos irreales en las tasas de pérdida de masa ( ˙M). Para superar estas barreras, se implementaron simulaciones hidrodinámicas dependientes del tiempo utilizando el código FARGO3D, resolviendo las ecuaciones de Navier-Stokes en simetría esférica (1D) y en entornos axisimétricos (2.5D) con potencial de Roche. En el régimen 1D, los resultados demuestran que los gaps de la literatura no carecen de soluciones físicas, sino que presentan transiciones continuas con topologías cinemáticas complejas (mesetas supersónicas o kinks) que hacen que diverjan los métodos estacionarios. El enfoque temporal evidencia una evolución suave y acotada de ˙M a lo largo de todo el dominio, refutando los abruptos saltos de biestabilidad teóricos y alineándose con recientes resultados empíricos (ej. ULLYSES y XShootU). La extensión 2.5D revela que, bajo rotaciones moderadas, se forma un flujo ecuatorial denso y laminar acorde al paradigma de Disco Comprimido por el Viento (WCD). Sin embargo, rotaciones extremas (Ω ≳0.70) detonan una cizalle latitudinal del viento que fragmenta la estructura en un medio turbulento y grumoso (clumpy). Se constata que vientos con ionizaciones más diluidas (alto δ) logran atenuar esta turbulencia, otorgando cohesión estructural al flujo. Finalmente, se remarca que estas estructuras conservan su momento angular específico, evidenciando que se requieren mecanismos adicionales (transporte viscoso o enfriamiento) para alcanzar la rotación kepleriana característica de las estrellas Be. En síntesis, esta investigación consolida la robustez de los métodos dependientes del tiempo para resolver discontinuidades clásicas en la hidrodinámica m-CAK, y define el marco físico que rige las inestabilidades circunestelares bajo condiciones de rotación extrema.