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Estrelas de nêutrons (EN) são pequenos corpos remanescentes da implosão do núcleo de estrelas suficientemente massivas durante o processo de supernova no final de suas vidas. Estes corpos estão entre os objetos mais densos encontrados no universo, sendo superados apenas por buracos negros; por isso, servem como excelentes laboratórios para o estudo da física de altas energias, física nuclear e matéria condensada. A maioria dessas estrelas são detectadas devido a emissão de radiação eletromagnética, um dos processos de emissão é gerado pela interação de partículas com o intenso campo magnético da estrela, gerando feixes partindo de seus polos magnéticos; geralmente os polos não estão alinhados ao eixo de rotação, fazendo com que os feixes oscilem em intervalos regulares, semelhante a um farol, tais estrelas de nêutrons são chamadas de pulsares.
A origem e a evolução do campo magnético das ENs ainda é um tópico em desenvolvimento. Porém, os resultados por muitas vezes são apresentados apenas de forma numérica, simbólica ou em gráficos, raramente são geradas representações visuais dos fenômenos sendo estudados, ponto que dificulta a propagação do conhecimento desses corpos para o público geral. Com isso, se vê oportuno a criação de um programa de fácil uso e com parâmetros ajustáveis para a criação de modelos visuais desses corpos, baseados nos modelos desenvolvidos na literatura.
Para a representação visual de uma estrela de nêutrons por computador, diversos problemas devem ser superados. Primeiramente é necessário desenvolver um renderizador, programa responsável pela criação de elementos visuais e comunicação com a GPU (unidade de processamento gráfico), hardware especializado em processamento paralelo e encarregado de apresentar os elementos na tela. Para isso faz-se o uso de shaders, programas executados na GPU que podem ser relacionados ao processo de renderização ou não, como é o caso dos compute shaders, que são de uso geral e muito utilizados para simulações dinâmicas, deep learning, simulações de moléculas, entre outros. Também será necessário coletar dados relacionados à evolução das interações do campo magnético das ENs utilizando simulações de magnetohidrodinâmica (MHD), estes dados servirão de referência para a criação dos elementos visuais pelo shader que será desenvolvido.
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um renderizador e um shader para representar visualmente os dados gerados por uma simulação de estrelas de nêutrons, com ênfase em retratar a emissão dos feixes de radiação. Atualmente estão sendo estudados os conteúdos necessários para a criação do modelo matemático que servirá de base para o shader da estrela. O renderizador e suas ferramentas essenciais estão em desenvolvimento, já sendo capaz de representar cenas tridimensionais em escalas de tamanho e distância planetárias, sem artefatos visuais devido a erros de ponto flutuante.
Com a conclusão do trabalho, a ferramenta será disponibilizada para que pesquisadores possam criar visualizações para artigos, divulgadores científicos para criação de conteúdo e alunos e o público geral possam familiarizar-se com a área de astronomia e física de altas energias de forma visual e interativa.
| CPF | 08117513927 |
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