Discos de acreção, jatos, e spins de buracos negros: um estudo de blazares

Autor Gustavo Rodrigues Romano Soares
Orientador Rodrigo Nemmen da Silva
Tipo de programa Doutorado
Ano da defesa 2020
Palavras chave Blazares
Buracos Negros
Discos de acreção
Núcleos Ativos de Galáxias
Simulações Numéricas
Departamento Astronomia
Resumo

Blazares são alguns dos objetos astrofísicos mais poderosos no universo. Sua emissão ao longo de vários comprimentos de onda apresenta traços de radiação não-térmica cuja origem ainda não é inteiramente compreendida, e ela é dominada pela presença de um jato relativístico. A emissão em blazares é caracterizada por alta variabilidade em vários comprimentos de onda, a qual é associada a um buraco negro em rotação e efeitos relativísticos no jato. Usando blazares como laboratórios, nesta tese nós visamos responder algumas questões fundamentais, tais como onde e como a emissão não-térmica em blazares se origina?, o quão robustos são os modelos teóricos para explicar a eficiência da formação de jatos?, e tais modelos podem prever com precisão os spins dos buracos negros associados a esses jatos? Para responder a essas questões, nós empregamos dois métodos diferentes: observações em raios- e simulações magnetohidrodinâmicas em relatividade geral (GRMHD). No primeiro estudo, utilizamos a luminosidade de uma classe de blazares para calcular a eficiência dos jatos e estimamos os spins dos buracos negros. Nós encontramos um valor médio de a* = 0.84 para o spin, com um limite inferior estimado em a*(lower) = 0.59. Esses resultados mostram compatibilidade com a evolução de buracos negros supermassivos por meio de fusões, originando buracos negros com alta rotação. Além disso, encontramos uma correlação entre a massa dos buracos negros e a luminosidade em raios-, L. No segundo estudo, usamos simulações GRMHD e aplicamos um algoritmo para identificar as regiões em que a emissão não-térmica deve ocorrer. Fizemos simulações com diferentes condições iniciais, variando a topologia do campo magnético e o spin do buraco negro, e encontramos tais regiões em todas as simulações. Em particular, encontramos que isso também ocorre nos jatos para algumas simulações, sugerindo que é possível aplicar transferência radiativa nos dados de simulações para modelar a emissão não-térmica em diferentes contextos astrofísicos.

Anexo soares_gustavo_tese_final.pdf