A LUMINOSIDADE BOLOMÉTRICA DE POPULAÇÕES DE BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - UFABC CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E HUMANAS - CCNH

HELOYSA DUARTE BEZERRA

LUMINOSIDADE BOLOMÉTRICA DE POPULAÇÕES DE BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS:

HELOYSA DUARTE BEZERRA

LUMINOSIDADE BOLOMÉTRICA DE POPULAÇÕES DE BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS:

NOME DO ALUNO: HELOYSA DUARTE BEZERRA ASSINATURA DO ALUNO:[pic 2][pic 3]

NOME DO ORIENTADOR: PARAMITA BARAI ASSINATURA DO ORIENTADOR:

TÍTULO DO PROJETO: LUMINOSIDADE BOLOMÉ- TRICA DE POPULAÇÕES DE BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS

PALAVRAS-CHAVE: BURACOS NEGROS, SUPER- MASSIVO, LUMINOSIDADE, GALÁXIAS, NÚCLEO, ATIVO, POPULAÇÕES, ASTROFÍSICA, ASTRONO- MIA, FÍSICA

ÁREA DO CONHECIMENTO: ASTROFÍ- SICA/ASTRONOMIA

BOLSISTA: NÃO

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Sumário

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Páginas

1. Resumo        4
2. Introdução        5

1. Astronomia: Estudo de estrelas, Galáxias e Buracos Negros . . . . . . . . . . .        5

2.2        Conceito Geral        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        5

1. Fundamentação Teórica        6

3.1        Tipos de Buracos Negros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        6

3.1.1        Buracos Negros de Schwarzchild        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        6

3.1.2        Buracos Negros de Kerr        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        6

3.2        Efeitos da Gravidade em Buracos Negros        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        7

3.2.1        Velocidade de Escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        7

3.2.2        Raio de Schwarzchild        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        7

3.3        Discos de Acreção        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        7

3.4        Luminosidade de Eddington        . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .        8

1. Metodologia        10

1. Materiais e Métodos        10
2. Etapas da Pesquisa        10

1. Resultados e Discussão dos Resultados        13
2. Conclusão        13

1. Resumo

Este projeto visa estudar a Luminosidade Bolométrica de Buracos Negros Supermassivos em função do tempo e em populações de buracos negros. Esse estudo será feito através de simulações de galáxias e métodos de Supercomputação Peta-Scale. Tais simulações são utilizadas atualmente para estudar e compreender a formação das galáxias que conhecemos hoje a partir dos fatores primordiais.

Um buraco negro é um corpo que possui campo gravitacional tendendo ao inifinito, de modo que nem a luz consegue escapar. Para ser considerado supermassivo, um buraco negro precisa possuir uma massa superior a 106 massas solares, e existem apenas nos centros das galáxias.

As galáxias que possuem buracos negros supermassivos residindo de forma ativa em seu centro, são chamadas de AGN (Active Galactic Nuclei). Esse núcleo emite uma luminosidade muito grande em relação ao resto da galáxia, e muitas vezes pode ser até muito maior do que a luminosidade da galáxia inteira.

A finalidade científica desta pesquisa é investigar a Luminosidade Bolométrica de si- mulações de buracos negros supermassivos em AGN, tal como a Luminosidade Bolométrica de populações de buracos negros. A distribuição da luminosidade bolométrica será extraída de simulações hidrodinâmicas cosmológicas e comparada com dados observacionais reais do AGN.

1. Introdução

1. Astronomia: Estudo de estrelas, Galáxias e Buracos Negros

A astronomia é uma das ciências mais antigas. Desde a antiguidade, os seres humanos buscam por respostas nos céus (e no que há além deles). Com o grande desenvolvimento de telescópios tanto terrestres quanto espaciais, é possível captar informações sobre o universo astronômico e astrofísico através de vários comprimentos de onda (como o infra-vermelho, ultra-violeta, raio-X, entre outros). Através dessas tecnologias, podemos observar, identificar e compreender corpos celestes que estão a muitos anos-luz de nós, como buracos negros, quasares, estrelas, galáxias, bem como toda a história da origem do nosso universo.

1. Conceito Geral

Quando um corpo não possui pressão o suficiente para manter seu sistema em equilíbrio, ele colapsa a um ponto que chamamos de singularidade.  Neste ponto a sua densidade tende ao infinito, ou em termos matemáticos, um valor infinito de massa sobre um valor finito de volume. De acordo com a relação entre massa e campo gravitacional (quanto maior a massa, maior a densidade e consequentemente, maior a deformação no tecido do espaço-tempo), o campo gravitacional de um corpo colapsado matematicamente à singularidade é tão forte, que nem mesmo a luz, viajando na maior velocidade possível na física, é capaz de escapar.

Ainda tratando sobre o conceito de buraco negro, o senso comum de que esse corpo "puxa"outros objetos para si não possui fundamento. Um objeto só é engolido pelo buraco negro caso chegue muito perto dele, e isso envolve a velocidade de escape desse objeto e também o raio de maré do buraco negro. Por outro lado, caso um objeto seja atirado num buraco negro, ele não pode outra vez ser recuperado.

1. Fundamentação Teórica

1. Tipos de Buracos Negros

Os buracos negros podem ser divididos em dois tipos, de forma a desconsiderar a carga elétrica:

1. Buracos Negros de Schwarzchild

O modelo de Schwarzchild considera apenas a massa, o horizonte de eventos e a singula- ridade do centro, e não possui tanta complexidade por não levar em conta a rotação do corpo. Esse modelo foi pensado e desenvolvido por Karl Schwarzchild, um astrofísico alemão.