Discos de acreción calientes en torno a agujeros negros en teorías alternativas de la gravitación

Abstract

La Teoría de la Relatividad General es la teoría más exitosa para describir la interacción del espacio-tiempo y otros objetos materiales. Sin embargo, presenta problemas como las sin- gularidades y la incapacidad de reproducir ciertos fenómenos astrofísicos. Como alternativa, han surgido teorías como la gravedad-f (R), que generaliza la acción de Hilbert-Einstein a una función del escalar de Ricci. Para evaluar la viabilidad de la gravedad-f (R), es fundamental analizarla en el régimen de gravedad de campo fuerte, lo cual puede lograrse estudiando las manifestaciones astrofísicas de agujeros negros. Los agujeros negros astrofísicos interactúan con su entorno y dan lugar a diversos fenómenos, como discos de acreción, chorros de plasma relativistas en núcleos galácticos activos y explosiones de rayos-“. Los discos de acreción se clasifican en distintos regímenes según la tasa de acreción de materia sobre el objeto compacto. Para tasas de acreción altas, el flujo puede modelarse con la solución estándar de disco delgado y ópticamente grueso de Shakura-Sunyaev. Por otro lado, para tasas de acreción bajas, las densidades del disco son bajas, y la interacción Coulombiana entre iones y electrones no es eficiente. Esto genera un plasma de dos temperaturas, con lo iones mucho más calientes que los leptones, que radia de forma ineficiente. Los modelos de disco caliente más exitosos son los de flujos dominados por advección, conocidos como ADAF (Advection Dominated Accretion Flows). Una solución aproximada y similar, pero con la ventaja de ser semi-analítica, es la de los modelos de Toro de Iones. Esta tesis presenta el desarrollo del modelo del Toro de Iones con el objetivo de estudiar los efectos de la gravedad-f (R) en el régimen de campo fuerte.