Abordagem numérica para modelos de estrelas relativísticos em 3D de alta precisão

Um método espectral multidomínio para computar modelos estelares tridimensionais de muito alta precisão é apresentado. A fronteira de cada domínio é escolhida de forma a coincidir com uma descontinuidade física (por exemplo, a superfície da estrela). Além disso, um procedimento de regularização é introduzido para lidar com as derivadas infinitas na fronteira que podem aparecer no campo de densidade quando equações de estado rígidas são usadas. Consequentemente, todos os campos físicos são funções suaves em cada domínio e o método espectral está absolutamente livre de qualquer fenômeno de Gibbs, o que resulta em uma precisão muito alta. O poder deste método é demonstrado pela comparação direta com soluções analíticas como esferoides de MacLaurin e elipsoides de Roche. O erro numérico relativo revelou-se da ordem de 10^-10. Esta abordagem foi desenvolvida para o estudo de binários inspiradores relativísticos. Ela pode ser aplicada a uma classe mais ampla de problemas astrofísicos, como o estudo de estrelas rotativas relativísticas também.