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15–26 Aug 2022
America/Sao_Paulo timezone
Evento online

ACOPLAMENTO ENTRE ONDAS GRAVITACIONAIS E PLASMAS FORTEMENTE MAGNETIZADOS EM BINÁRIAS DE ESTRELAS DE NÊUTRONS

26 Aug 2022, 14:00
15m

Speaker

ADAM SMITH GONTIJO BRITO DE ASSIS (SEEDF)

Description

A coalescência de binárias de estrelas de nêutrons produz quantidade significativa de ondas gravitacionais. A fonte GW170817 detectada pelo Advanced LIGO e Virgo associada ao GRB170817A inaugurou a astronomia multi-mensageira, confirmando o modelo de que as estrelas de nêutrons são também progenitores de eventos Gamma-Ray Bursts de curta duração. A massa total da binária detectada foi de $2,73\rm{M}_{\odot}$, produziu um GRB de curta duração $2\pm0,5$s e com energia isotrópica equivalente de $\sim 10^{39}-10^{40}$J. Essas emissões são produzidas de acordo com o modelo de fireball, que consiste em pares elétron-pósitron, radiação e matéria bariônica. Esta última absorve a maior parte da energia da explosão, chegando a alcançar fatores de Lorentz ($\gamma$) da ordem de $10^2$-$10^3$. Devido aos intensos campos magnéticos de estrelas de nêutrons e ao plasma fortemente magnetizado circundante a essas fontes de OGs, os modos Alfvén e magneto-acústico de ondas magneto-hidrodinâmicas são excitados pelas polarizações das OGs, $\times$ e $+$, respectivamente. As ondas MHD excitadas, por sua vez, carregam energia através do plasma, sugerindo um mecanismo alternativo para a aceleração da matéria com altos fatores de Lorentz. A amplitude da OG depende da frequência do sistema, por conseguinte, a energia depositada no plasma depende da frequência da radiação gravitacional. Nós encontramos o conjunto fechado de equações que descrevem o plasma MHD ideal excitado pelas OGs emitidas pela binária de estrelas de nêutrons. Calculamos a energia transferida entre as ondas durante a fase inspiral da coalescência. Nossos resultados mostram que as frequências mais baixas contribuem significativamente para a absorção da energia no plasma e que, para o modo magnetossônico, a energia armazenada pode alcançar valores $\sim 10^{36}\rm{J}$, quando nós consideramos as condições do sistema GW170817 emitindo OG na faixa $\sim 100\,{\rm Hz}$ até $\sim 1,61\, {\rm kHz}$. Com cálculo análogo, para o modo Alfvén, a energia armazenada pelo acoplamento pode alcançar valores $\sim 10^{35}\rm{J}$ dentro da faixa de frequências. Mostramos que o o vector de Poynting e a pressão de radiação produzidos pela interação da OG e plasma podem ter papéis importantes na geração do fluxo ultrarrelativístico de GRBs. A energia observada para o GRB170817A, em princípio, pode ser explicada se o ângulo $\theta$ formado entre a orientação do campo magnético ambiente e a direção de propagação das OGs é de $\pi/2$. Todos os resultados são obtidos, semi-analiticamente, para as ondas MHD interagindo coerentemente com as OGs.

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