Implementación del algoritmo de búsqueda binaria para calcular la geometría de la pared interna de una cavidad abierta por un planeta embebido de un disco circumestelar

Abstract

Un disco protoplanetario es un disco circunestelar que rodea una estrella joven, típicamente del tipo T Tauri. Estos discos en ocasiones se presentan en escenarios donde se llevan a cabo ciertos procesos físicos que conducen a la formación de planetas. Estos discos están compuestos principalmente de gas, polvo y son cruciales en el proceso de formación de sistemas planetarios. A medida que el material en el disco protoplanetario colapsa y se aglutina, se forman planetesimales que eventualmente pueden convertirse en planetas. Un ejemplo de este tipo de discos es el sistema estelar LkCa 15, que es conocido por ser un objeto de estudio en la formación de sistemas planetarios. Se ha destacado por la observación de un disco en transición que rodea la estrella central y un posible planeta que ha sido capaz de abrir una cavidad en el disco. Con la finalidad de establecer si el acompañante de LkCa 15 es un planeta, se ha desarrollado el código computacional ARTeMiSE2.0, escrito en el lenguaje de programación Fortran 90, con el que se pretende estudiar la geometría vertical de la cavidad abierta por el presunto planeta. Parte de la elección del lenguaje Fortran 90 para la elaboración del código ARTeMiSE2.0 se debe a que este lenguaje introdujo algunas características orientadas a objetos, por lo cual es bueno implementar la programación modular y Programación Orientada a Objetos (POO) para cualquier proyecto. Y debido a que el análisis del coste computacional es esencial para la optimización de algoritmos y la toma de decisiones sobre el enfoque que se va a utilizar en la resolución de cualquier tipo de problema computacional, en la presente tesis se acatan dos enfoques computacionales, los cuales son: El primero trata sobre la estructura, mantenibilidad y legibilidad del código, para esto se implementa parte del código legible, modular y la implementación de programación orientada a objetos. Y el segundo, que es la implementación del mejor algoritmo para la búsqueda con el menor coste computacional, pero sin dejar atrás la precisión que es parte importante para la obtención de los resultados. Existen varios tipos de algoritmos de búsqueda que se utilizan en informática para encontrar un elemento específico en un conjunto de datos. Búsqueda Secuencial, Búsqueda Binaria, Búsqueda por Interpolación, Búsqueda Exponencial, Búsqueda Hash, Búsqueda en Árboles, por mencionar algunos. El coste computacional del método de búsqueda secuencial en el peor caso es 0 {n ) , por otro lado en el método de búsqueda binaria el coste computacional en el peor caso es 0(log n ), donde n es el número de elementos en la lista. La búsqueda binaria tiende a ser más rápida que la búsqueda secuencial, pero requiere que la lista esté ordenada. Con la implementación del código ARTeMiSE2.0 a una simulación tridimensional de mediana resolución del sistema estelar LkCa 15 se obtuvo que la pared de la cavidad abierta por un planeta en formación es curva y concuerda con datos observados por Thalmann y colaboradores (1).