General Relativisti Study of the Stru ture of Highly Magnetized Neutron Stars - Troconis, Orlenys Natali (2018)
As estrelas de nêutrons são um dos objetos astrofísicos mais compactos e mais densos conhecidos na natureza. Estes resultaram da explosão da supernova de uma estrela massiva. A massa destes objetos situa-se entre uma e duas massas solares, normalmente tem raios de 10 km e muitas vezes giram rapidamente. Muitas das estrelas de nêutrons têm campos magnéticos intensos, que levam à emissão de rádio e radiação de raios-X. Essas características, juntamente com o progresso contínuo na astrofísica observacional e a observação recente de ondas gravitacionais provenientes da colisão de estrelas de nêutrons, tornam esses objetos poderosos laboratórios astrofísicos para uma ampla gama de fenômenos físicos interessantes. Este trabalho é dedicado a estudar os efeitos de campos magnéticos fortes na estrutura das estrelas de nêutrons, no âmbito da teoria da relatividade geral. O primeiro passo é estudar os aspectos formais do campo magnético na estrutura estelar e as equações do campo gravitacional usando duas abordagens diferentes, o que nos permite introduzir novas quantidades e sua possível interpretação física. O segundo passo é apresentar o teorema do virial relativista como uma integral que fornece uma verificação de consistência das soluções numéricas. Como terceiro passo, estudamos o formalismo teórico que descreve as estrelas de nêutrons com rotação não nula e altamente magnetizadas no contexto das equações de Einstein-Maxwell. Especificamente, para estrelas de nêutrons magnetizadas, estudamos campos magnéticos poloidais e configurações estáticas. São apresentadas as quantidades físicas relevantes que descrevem esses objetos e uma discussão sobre a contribuição da energia eletromagnética para a massa gravitacional. Finalmente, encontramos o espaço-tempo que descreve estrelas de nêutrons com rotação não nula e magnetizadas. A distribuição dos diferentes termos que contribuem para a massa gravitacional e a relação massa-raio é apresentada. Os resultados obtidos mostram que para estrelas com campo magnético central ~ 10 18 G os efeitos eletromagnéticos incrementam a massa em um 10.1% em relação à configuração sem campo magnético. Os estudos realizados neste trabalho são fundamentais para a compreensão dos objetos astrofísicos conhecidos como Soft-Gamma Repeaters e Anomalous X-Ray Pulsars, que são entendidos como sendo uma classe de estrelas de nêutrons chamadas de magnetares.