Dissertação

Evolution of Dipolar Boson Stars and Head-on Collisions of Spherical Boson Stars EVALUATED

Estrelas de bosões (BSs) são soluções macroscópicas da equação de Klein-Gordon (KG) acoplada à gravidade de Einstein. No estado fundamental, as BSs adquirem uma distribuição esférica (e estática na métrica) do campo escalar e englobam soluções dinamicamente estáveis para modelos com e sem auto-interações. Para BSs em estados excitados, com soluções para modelos com e sem auto-interações, e em particular para o caso dipolar, a sua natureza dinâmica, tal como o seu mecanismo de formação, são desconhecidos. Assim, procuramos responder a estas questões simulando primeiramente uma colisão frontal entre duas BSs no estado fundamental com os seus campos escalares em oposição de fase. Fazêmo-lo para BSs sem auto-interações (mini-BSs) e mostramos que estas não são robustas o suficiente para evitar o colapso gravitacional para um buraco negro (BH). Desta forma, introduzimos auto-interações até à sexta ordem (Q-stars) e conseguimos mostrar que o binário se mantém robusto até um mínimo de 16 colisões, suportando assim o carácter estabilizador das auto-interações e o papel destas colisões num possível mecanismo de formação de BSs dipolares. Posto isto, averiguamos a estabilidade destas estrelas num modelo igual ao das Q-stars (doublet Q-stars). Com a sua evolução numérica conseguimos mostrar que existem dois possíveis ramos estáveis: o ramo relativista (ocorre para frequências do campo escalar perto do limite inferior) e o ramo Newtoniano (ocorre para frequências perto do limite superior). Para as soluções que se encontram fora de ambos observamos a migração preliminar para soluções mais estáveis, cujo destino final está ainda por determinar.
Campo escalar, Klein-Gordon, relatividade geral, binário, dipolar

novembro 26, 2021, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Vítor Manuel dos Santos Cardoso

Departamento de Física (DF)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Miguel Rodrigues Zilhão Nogueira

Departamento de Física (DF)

Investigador Auxiliar