Lentes plasmáticas en entornos de objetos compactos

Abstract

La deflexión de la luz por potenciales gravitatorios es un fenómeno clásico de la Relatividad General. Es sabido que objetos compactos generan efectos de lente gravitacional convergente. En este trabajo, estudiaremos como la presencia de un medio plasmático refractivo en torno a objetos compactos produce en general un efecto de lente divergente que compite con el de la lente gravitacional, alterando las trayectorias de los fotones y generando una gama de efectos cromáticos. Consideraremos para esto espaciotiempos estáticos y asintóticamente planos, llenos de un plasma frío no magnetizado. En primer lugar, nos centraremos en el estudio de púlsares de rotación lenta, haciendo énfasis en el cálculo numérico de las trayectorias de los fotones y de los perfiles de pulso generados por casquetes de emisión. Luego, propondremos aproximaciones analíticas que permitan un tratamiento mas simple de estos problemas. En segundo lugar, estudiaremos la sombra de agujeros negros de rotación rápida, resumiendo algunos métodos para la obtención de métricas axisimétricas y centrándonos en el cálculo numérico de la sombra, considerando además efectos de aberración relativista. Por último, discutiremos algunos de los métodos numéricos empleados.

Deflection of light by gravitational potentials is a classic phenomenon of General Relativity. Compact objects are known to generate convergent gravitational lensing effects. On this presentation we will study how the presence of a refractive plasma surrounding compact objects, produces (most of the times) a divergent lens effect that competes with the gravitational lensing, altering the trajectories of photons and generating a range of chromatic effects. So, we will consider space-times static and asymptotically flat, filled with a plasma not magnetized and pressureless. First, we will focus on the study of slow rotation pulsars, emphasizing in the numerical calculation of the photons trajectories and the pulse profiles generated by emission caps. Then, we will propose analytical approaches for a simpler analysis of these problems. Secondly, we will study the shadows of rotating black holes, showing some methods for obtaining axisymmetric metrics, and focusing on the numerical calculation of the shadows, also, we will be considering relativistic aberration effects. Finally, we will discuss some of the numerical methods that were used.