Estudio de las condiciones de aceptabilidad física en esferas polítropas anisótropas relativistas
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Date
2021
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El análisis de la aparición y propagación de inestabilidades en modelos estelares
ha sido tema de investigación por décadas. Solo aquellos modelos estables ante
perturbaciones de sus variables termodinámicas pueden representar objetos
reales de interés físico. Típicamente, las estrellas son modeladas como esferas
hidrostáticas autogravitantes, suponiendo una ecuación de estado (EoS) y/o un
perfil de densidad. En este trabajo se estudiaron condiciones de aceptabilidad
física para esferas anisótropas estáticas en Relatividad General. El estudio se
realizó considerando una EoS polítropa generalizada, P = κρ1+1/n + αρ − β, y
dos estrategias para introducir la anisotropía en los modelos.
La primera estrategia emplea un método heurístico que permite obtener configuraciones
anisótropas como desviaciones de modelos isótropos. Las ecuaciones
de LaneEmden
se integraron numéricamente y se identificó la porción del espacio
de parámetros que genera modelos físicamente aceptables. Los modelos
polítropos son más estables cuando se considera la densidad de energía y desviaciones
pequeñas en la anisotropía.
La segunda estrategia consistió en un algoritmo para generar soluciones exactas
a partir de una EoS barótropa y un ansatz para las funciones métricas. Empleando
este procedimiento se obtuvieron dos modelos que cumplen con los criterios
de aceptabilidad física. Algunos modelos polítropos anisótropos pueden tener velocidad
del sonido tangencial singular, para índices polítropos mayores que uno,
cuando esta estrategia es utilizada. La EoS polítropa generalizada está libre de
esta patología en la velocidad del sonido tangencial.
Description
Keywords
Condiciones de aceptabilidad física, Ecuación de estado polítropa, Esferas anisótropas, Relatividad general