~abenson/galacticus/v0.9.0

!% Contains a module which implements calculations related to Type Ia supernovae.

 

module Supernovae_Type_Ia_Nagashima

  !% Implements calculations related to Type Ia supernovae.

  private

  public :: Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize

  

  ! Parameters of the distribution of binaries from Nagashima et al. (2005; MNRAS; 358; 1427; eqn. 17).

  double precision :: binaryMassMinimum  =3.00d0, binaryMassMaximum=12.0d0

  double precision :: typeIaNormalization=0.07d0, gamma            = 2.0d0

 

  ! Total yield of metals from Type Ia supernova.

  double precision :: totalYield

 

contains

 

  !# <supernovaeIaMethod>

  !#  <unitName>Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize</unitName>

  !# </supernovaeIaMethod>

  subroutine Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize(supernovaeIaMethod,SNeIa_Cumulative_Number_Get,SNeIa_Cumulative_Yield_Get)

    !% Initialize the ``Nagashima'' Type Ia supernovae module.

    use Numerical_Constants_Units

    use Numerical_Constants_Prefixes

    use Numerical_Constants_Astronomical

    use ISO_Varying_String

    use Galacticus_Error

    use FoX_dom

    implicit none

    type(varying_string), intent(in) :: supernovaeIaMethod

    procedure(),          pointer    :: SNeIa_Cumulative_Number_Get,SNeIa_Cumulative_Yield_Get

    type(Node),           pointer    :: doc,thisIsotope,thisYield

    type(NodeList),       pointer    :: isotopesList,propertyList

    integer                          :: iIsotope,ioErr

    double precision                 :: isotopeYield

 

    if (supernovaeIaMethod == 'Nagashima') then

       ! Set up pointers to our procedures.

       SNeIa_Cumulative_Number_Get => SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima

       SNeIa_Cumulative_Yield_Get  => SNeIa_Cumulative_Yield_Nagashima

       ! Read in Type Ia yields.

       !$omp critical (FoX_DOM_Access)

       ! Open the XML file containing yields.

       doc => parseFile('data/Supernovae_Type_Ia_Yields.xml',iostat=ioErr)

       if (ioErr /= 0) call Galacticus_Error_Report('Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize','Unable to parse yields file')

 

       ! Get a list of all isotopes.

       isotopesList => getElementsByTagname(doc,"isotope")

 

       ! Loop through isotopes and compute the net metal yield.

       do iIsotope=0,getLength(isotopesList)-1

          thisIsotope  => item(isotopesList,iIsotope)

          propertyList => getElementsByTagname(thisIsotope,"yield")

          if (getLength(propertyList) /= 1) call Galacticus_Error_Report('Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize','isotope must have precisely one yield')

          thisYield => item(propertyList,0)

          call extractDataContent(thisYield,isotopeYield)

          totalYield=totalYield+isotopeYield

       end do

 

       ! Destroy the document.

       call destroy(doc)

 

       !$omp end critical (FoX_DOM_Access)

    end if

    return

  end subroutine Supernovae_Type_Ia_Nagashima_Initialize

 

  double precision function SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima(initialMass,age,metallicity)

    !% Compute the cumulative number of Type Ia supernovae originating per unit mass of stars that form with given {\tt

    !% initialMass} and {\tt metallicity} after a time {\tt age}. The calculation is based on that of \cite{nagashima_metal_2005}. The

    !% number returned here assumes a distribution of binary mass ratios and so only makes sense once it is integrated over an initial

    !% mass function.

    use Stellar_Astrophysics

    implicit none

    double precision, intent(in) :: initialMass,age,metallicity

    double precision             :: dyingStarMass,muMinimum

 

    ! Check if initial mass is within the range of binary masses that lead to Type Ia supernovae.

    if (initialMass > binaryMassMinimum .and. initialMass < binaryMassMaximum) then

       

       ! Get the initial mass of a star which is just dying at this age.

       dyingStarMass=Star_Initial_Mass(age,metallicity)

       

       ! Compute the cumulative number of Type Ia supernovae originating from stars of this mass.

       muMinimum=max(dyingStarMass/initialMass,(1.0d0-binaryMassMaximum/2.0d0/initialMass))

       if (muMinimum < 0.5d0) then

          SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima=typeIaNormalization*(1.0d0-(2.0d0*muMinimum)**(1.0d0+gamma))

       else

          SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima=0.0d0      

       end if

      

    else

       ! Mass is not in range - assume that no Type Ia SNe are produced.

       SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima=0.0d0

    end if

    return

  end function SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima

 

  double precision function SNeIa_Cumulative_Yield_Nagashima(initialMass,age,metallicity)

    !% Compute the cumulative yield from Type Ia supernovae originating per unit mass of stars that form with given {\tt

    !% initialMass} and {\tt metallicity} after a time {\tt age}. The calculation is based on the Type Ia rate calculation of

    !% \cite{nagashima_metal_2005} and the Type Ia yields from \cite{nomoto_nucleosynthesis_1997}. The number returned here

    !% assumes a distribution of binary mass ratios and so only makes sense once it is integrated over an initial mass function.

    use Stellar_Astrophysics

    implicit none

    double precision, intent(in) :: initialMass,age,metallicity

 

    SNeIa_Cumulative_Yield_Nagashima=SNeIa_Cumulative_Number_Nagashima(initialMass,age,metallicity)*totalYield

    return

  end function SNeIa_Cumulative_Yield_Nagashima

 

end module Supernovae_Type_Ia_Nagashima