Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
ESTRELAS COMPACTAS ELETRICAMENTE CARREGADAS E O LIMITE DE QUASEBURACOS NEGROS
JOSE DOMINGO ARBANIL VELA
TESE
01/11/2013

No presente trabalho, estudam-se estrelas compactas eletricamente carregadas no contexto da teoria de Einstein-Maxwell. As estrelas são modeladas por uma esfera de fluido perfeito eletricamente carregado, com a densidade de carga elétrica proporcional a densidade de energia. O estudo e realizado resolvendo a equação de Tolman-Oppenheimer-Volko (TOV), também conhecida como equação de equilíbrio hidrostático, via métodos numéricos. O objetivo principal e a busca de soluções de equilíbrio para esferas compactas que atinjam o limite de Buchdahl, com a possível formação de quaseburacos negros. Com tal propósito, revisamos alguns conceitos fundamentais da Relatividade Geral e apresentamos as equações principais a serem usadas. Em particular, escrevemos explicitamente a equação de equilíbrio para o caso de um fluido perfeito eletricamente carregado, cuja distribuição de matéria-energia tem simetria esférica. Esta equação e usada para estender os estudos ja conhecidos na literatura sobre o efeito da carga elétrica em estrelas compactas frias. Na busca de soluções de equilíbrio, a equação de TOV e usada para fazer uma comparação entre as propriedades fsicas das estrelas compactas frias compostas por um fluido politrópico e por um fluido politrópico relativista. A equação de TOV para um fluido com equação politrópica de estado tambem e usada para construir objetos compactos eletricamente carregados, buscando os limites extremamente compactos como o limite de Buchdahl com ênfase na busca por quase buracos negros. Encontra-se que os limites extremos ocorrem para valores altos do expoente politrópico, o que corresponde a um fluido incompressível. Uma análise detalhada das propriedades de tais objetos e então realizada, onde se mostra que o limite de quase buraco negro e encontrado no limite de altos expoentes politrópicos e altas densidades de carga elétrica. Como estudo complementar, estudam-se as propriedades das estrelas incompressíveis com densidades de energia e de carga constantes. Neste caso, e encontrado que o limite de quaseburaco negro e atingido quando a pressão central e muito maior do que a densidade de energia do objeto. Em todos os casos mencionados, obtemos soluções numericas da equação de TOV usando o metodo de Runge-Kutta de quarta ordem.

Einstein-Maxwell; Buchdahl
In the present work we study electrically charged compact objects in the context of the Einstein-Maxwell theory. Such objects are modelled by charged spheres of perfect fluids,considering that the charge density is proportional to the energy density, and the study is done by solving the Tolman-Oppenheimer-Volko (TOV) equation, also known as the hydrostatic equilibrium equation. The main goal is to search for equilibrium solutions that reach the Buchdahl and the quasiblack hole limits. We briefy revise the fundamental concepts of General Relativity and write the relevant equations for a charged isotropic fluid, given the explicit form of the equilibrium equation for spherically symmetric charged systems. Such an equation is used to extend the studies on the eects of the electric charge in cold compact stars already known in the literature. In search of equilibrium solutions, the TOV equation is used for comparison of the physical properties of cold stars composed by a polytropic and by a relativistic polytropic fluid, respectively. The TOV equation for a fluid with a polytropic equation of state is then used to build compact charged objects, looking for the Buchdahl and the quasiblack hole limits. It is found that the extreme limits occur for very high values of the polytropic exponent, which correspond to an incompressible fluid. A detailed analysis of the properties of such objects is performed and it is shown that the quasiblack hole limit is found by taking the limit of inde nitely high polytropic exponents and high electric charge densities. As a complementary study, the properties of incompressible stars with constant energy and charge densities are also investigated. In such a case it is found that the quasiblack holes limit is reached when the central pressure is much larger than the energy density of the object. In all of the cases, the TOV equation is solved by using Runge-Kutta fourth order method.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
GRAVITAÇÃO E COSMOLOGIA
MODELOS DE OBJETOS COMPACTOS EM RELATIVIDADE GERAL: SOLUÇÕES DE EQUILÍBRIO E ESTABILIDADE

Banca Examinadora

VILSON TONIN ZANCHIN
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
ALBERTO VAZQUEZ SAA Participante Externo
GERMAN LUGONES Docente - PERMANENTE
JOSE PIZARRO DE SANDE E LEMOS Participante Externo
OLEXANDR ZHYDENKO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 37
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 11

Vínculo

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Não