Caracterización de la radiación gravitacional emitida por discos de acreción regidos dinámicamente por el efecto Bardeen-Petterson

Abstract

Resumen: Contexto. En esta tesis se estudian las ondas gravitacionales (GWs) emitidas por la precesión de discos de acreción alrededor de agujeros negros (BHs) astrofísicos. Se analizan las condiciones hidrodinámicas necesarias para la formación de discos geométricamente delgados y, con base en la información actual sobre los parámetros de estos sistemas, se presenta un modelo para el cómputo de la precesión inducida por la combinación de los efectos viscosos en estos discos y el efecto relativista de arrastre coordenado (o efecto Lense -Thirring), combinación que en conjunto es conocida como el efecto Bardeen-Petterson. Objetivo. Caracterizar, en términos de amplitud y frecuencia, las ondas gravitacionales producidas por la precesión de discos de acreción regidos dinámicamente por el efecto Bardeen-Petterson y dentro de las condiciones geométricas de discos delgados. Método. El modelo propuesto en esta tesis se basa en un disco enfriado por emisión de neutrinos que alcanza una estructura estacionaria de disco delgado (si su extensión radial es inferior a R _ 108cm) y con precesión cuasi-rígida determinada por el efecto Bardeen-Petterson. Estos sistemas han sido reportados recientemente como fuentes de Gamma Ray Bursts (GRBs) si sus tasas de acreción están en el intervalo (0.1 - 10)M_=s (situación denominada hiperacreción). Aquí se evalúa la factibilidad de detección directa de las GWs que predice el modelo para este amplio rango de valores en tasas de acreción, y se comparan los resultados con dos publicaciones recientes que se fundamentan en modelos de discos de mayor complejidad. Resultados. Se encuentra que la precesión de discos delgados en hiperacreción puede ser registrada por los detectores interferométricos: LIGO (intial and advanced), DECIGO, Ultimate-DECIGO, BBO y ET, en acuerdo con los resultados en las dos publicaciones mencionadas, y con mayor probabilidad de detección si dichas fuentes se localizan a distancias inferiores a 1 Mpc, correspondientes al Grupo Local. Conclusiones. Se concluye que estos sistemas pueden ser fuentes potenciales para la detección directa de radiación gravitacional en el futuro cercano. Adicionalmente, es de esperar que la proximidad de los resultados aquí obtenidos con aquellos que han sido reportados para discos de mayor complejidad, podría permitir una caracterización más simple de fuentes similares.