Oscilações não radiais e propriedades estelares globais de estrelas compactas anisotrópicas usando equações de estado realísticas

Abstract

Realiza un estudio sistemático de cómo la frecuencia de la onda gravitacional del modo fundamental de estrellas compactas se ve afectada por efectos anisotrópicos utilizando ecuaciones de estado realistas. El estudio es una extensión de la investigación realizada por Doneva [Phys. Rev. D 85 (2012) 12403], donde se utilizó una ecuación de estado politrópica. Para alcanzar este objetivo, consideramos estrellas compactas que fueron construidas usando ecuaciones de estado en el marco de una teoría de campo medio relativista para el caso de estrellas hadrónicas y en el marco del modelo MIT para el caso de estrellas quark. Con el fin de obtener alguna información pertinente que pudiera darnos la posibilidad de detectar la anisotropía en estrellas compactas, también estudiamos y analizarnos el comportamiento de varias cantidades estelares, por ejemplo, desplazamiento gravitacional hacia el rojo, masa estelar, radio, entre otros. Además, discutimos estrellas hibridas anisotrópicas sin fase mixta que se construyen usando ecuaciones de estado en el contexto de la teoría del campo medio relativista (fase hadrónica) y ecuaciones de estado en el contexto del modelo Nambu-Dona-Lasinio (NJL). En este caso, estudiamos el comportamiento de las cantidades macroscópicas de masa y radio. Concluimos que los efectos anisotrópicos pueden tener consecuencias importantes, las cuales están fuertemente relacionadas con el parámetro anisotrópico y la ecuación de estado de la materia de alta densidad. Además, se ha realizado una comparación con datos de observación y hemos demostrado que el parámetro anisotrópico λ se puede utilizar como parámetro de ajuste para reproducir datos de observación de masa y radio de estrellas de neutrones.

Neste trabalho, fizemos um estudo sistemático de como a frequência da onda gravitacional do modo fundamental de estrelas compactas é afetada por pressões anisotrópicas usando equações de estado realísticas. Nosso estudo é uma extensão do trabalho realizado por Doneva [Phys. Rev. D 85 (2012) 124023], onde foi utilizada uma equação de estado politrópica. Para atingir nosso objetivo, consideramos estrelas compactas que são construídas usando equações de estado no contexto da teoria de campo médio relativística para o caso de estrelas hadrônicas, e no contexto do modelo MIT para o caso de estrelas de quarks. A fim de obter alguma informação que nos permita detectar anisotropia em estrelas compactas, também estudamos e analisamos o comportamento de várias grandezas estelares, por exemplo, o desvio para o vermelho gravitacional, a massa estelar, o raio, entre outras. Adicionalmente, discutimos estrelas híbridas anisotrópicas sem fase mista que são construídas usando equações de estado no contexto da teoria de campo médio relativística (fase hadrônica) e equações de estado no contexto do modelo de Nambu-Jona- Lasinio (NJL) (fase de quarks). Neste caso, estudamos o comportamento das grandezas macroscópicas de massa e raio. Concluímos que os efeitos anisotrópicos podem ter consequências importantes, que estão fortemente relacionadas ao parâmetro anisotrópico e à equação de estado da matéria. Adicionalmente, realizamos uma comparação com dados observacionais e mostramos que o parâmetro anisotrópico λ pode ser usado como parâmetro de ajuste para reproduzir dados observacionais de massa e raio para estrelas de nêutrons.

In this work, we have made a systematic study of how the gravitational wave frequency of the fundamental mode from compact stars is affected by anisotropic effects using realistic equations of state. Our study is an extension of the seminal research performed by Doneva [Phys. Rev. D 85 (2012) 124023], where a polytropic equation of state was used. To reach this objective, we considered compact stars which were built by using equations of state in the framework of a relativistic mean field theory for the case of hadronic stars and in the framework of the MIT model for the case of quark stars. In order to obtain some pertinent information that could give us the possibility to detect the anisotropy in compact stars, we also studied and analized the behaviour of various global stellar quantities, e.g., gravitational redshift, stellar mass, radius, among others. Additionally, we discuss anisotropic hybrid stars without mixed phase that are constructed using equations of state in the context of relativistic mean field theory (hadronic phase) and equations of state in the context of the Nambu-Jona-Lasinio (NJL) model (quarkionic phase). In this case, we study the behavior of the macroscopic quantities of mass and radius. We concluded that the anisotropic effects can have important consequences, which are strongly related to the anisotropic parameter and the equation of state of high density matter. Additionally, a comparison with observational data has been made and we have shown that the anisotropic parameter λ can be used as a tuning parameter to reproduce mass and radius observational data of neutron stars.