Discos de acreación con magnetización alrededor de aguajeros negros de Kerr

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dc.contributor.advisorGonzález Villegas, Guillermo Alfonso
dc.contributor.advisorLora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.authorPimentel Díaz, Oscar Mauricio
dc.date.accessioned2024-03-04T00:57:02Z
dc.date.available2020
dc.date.available2024-03-04T00:57:02Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEn la descripción magneto-hidrodinámica de sistemas astrofísicos usualmente se asume que los campos magnéticos son generados por corrientes de conducción. Sin embargo, la polarización magnética de la materia puede ser relevante en sistemas magnéticamente dominantes como discos de acreción, pulsares, magnetares, entre otros. En esta tesis se presenta por primera vez el sistema de ecuaciones conservativas de la GRMHD con polarización magnética y se calcula su estructura de valores propios. Estos resultados se implementan en el código CAFE para simular choques unidimensionales e inestabilidades de Kelvin-Helmholtz en fluidos diamagnéticos y paramagnéticos. Por otro lado, se presentan las primeras soluciones analíticas de discos de acreción magnéticamente polarizados alrededor de un agujero negro de Kerr, los cuales se evolucionan con el código Cosmos++ para estudiar su proceso de acreción. El estudio teórico y numérico realizado en este trabajo sobre la propagación de ondas y generación de inestabilidades en plasmas magnéticamente polarizados muestra que en fluidos diamagnéticos las ondas más rápidas se propagan con mayor velocidad que en fluidos paramagnéticos. Sin embargo, el estado inicial de plasmas paramagnéticos es más susceptible a formación de inestabilidades magneto-rotacionales y del tipo Kelvin-Helmholtz, y por lo tanto, a la amplificación de la energía magnética. Esto produce niveles de turbulencia magnética en procesos de acreción que podrían explicar la discrepancia actual entre simulaciones y observaciones de núcleos activos de galaxias.
dc.description.abstractenglishThe magnetohydrodynamic description of astrophysical systems usually assumes that magnetic fields are generated by conduction currents. Nevertheless, the magnetic polarization of matter could be relevant in some magnetically dominated regions such as accretion discs, pulsars, magnetars, among others. In this thesis we present for the first time the GRMHD system of equations with magnetic polarization and we compute its characteristic speeds structure. These results are implemented the CAFE code to simulate one-dimesional shocks and Kelvin-Helmholtz instabilities in diamagnetic and paramagnetic fluids. On the other hand, we present the first analytic solutions describing magnetically polarized accretion discs around a Kerr black hole, which are evolved with the Cosmos++ computational code to obtain its accretion process. The theoretical and numerical study we have done in this work concerning the propagation of waves and the generation of instabilities in magnetically polarized plasmas shows that the fastest waves in diamagnetic fluids move with a higher speed than in paramagnetic ones. However, the initial state of paramagnetic plasmas is more susceptible to the formation of magneto-rotational and Kelvin-Helmholtz instabilities, and thence to the magnetic energy amplification. This effect produces magnetic turbulence that could explain the current discrepancy between simulations and observations of active galactic nuclei.
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Física
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40874
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programDoctorado en Física
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectMagnetohidrodinámica relativista (GRMHD)
dc.subjectMétodos numéricos
dc.subjectRelatividad
dc.subjectDiscos de acreción
dc.subjectInestabilidad de Kelvin-Helmholtz
dc.subjectagujeros negros
dc.subjectsusceptibilidad magnética.
dc.subject.keywordRelativistic magneohidrodynamics (GRMHD)
dc.subject.keywordNumerical methods
dc.subject.keywordRelativity
dc.subject.keywordAccretion discs
dc.subject.keywordKelvin-Helmholtz instability
dc.subject.keywordblack holes
dc.subject.keywordmagnetic susceptibility.
dc.titleDiscos de acreación con magnetización alrededor de aguajeros negros de Kerr
dc.title.englishAccretion discs with magnetization around Kerr black holes
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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