Coalescence of Exotic Compact Objects in the new era of gravitational wave astronomy

Resum

La detecció directa d'ones gravitacionals a través dels observatoris interferomètrics LIGO i Virgo obre una nova era de multimissatgers per estudiar alguns dels fenòmens més energètics que ocorren en l'univers. Tot i que, fins ara, les deteccions són coherents amb la fusió de sistemes binaris de forats negres i amb la col·lisió entre dues estrelles de neutrons, en el futur es podran detectar ones gravitacionals provinents de nous sistemes binaris composts de diferents objectes compactes. Aquests aparents objetes compactes exòtics (ECOs) podrien existir en teoria, però encara no han estat trobats en la natura, ja que se suposa que són massa tènues com per poder ser detectats pels telescopis electromagnètics actuals. En aqueta tesi estudiam, a través de simulacions numèriques tridimensionals de relativitat, la dinàmica d'aquests ECOs i la radiació gravitacional emesa durant la seva coalescència, enfocantnos en sistemes binaris formats per estrelles de bosons (és a dir, objectes auto-gravitants modelats amb un camp escalar complexe), estrelles de matèria obscura (és a dir, objectes compactes astrofísics que només interactuen amb d'altres estrelles a través de la gravetat) i estrelles de neutrons amb una petita fracció de matéria obscura en el seu interior (és a dir, modelades per estrelles mixtes de fermió-bosó). Les ones gravitacionals de coalescència d'objectes compactes juguen un important rol en l'estudi de la gravetat forta. És per aix\`o que el nostre estudi és crucial per discriminar si futures deteccions d'ones gravitacionals atípiques serien provinents de fonts desconegudes, tals com els ECOs. Per consegüent, explorar la impromta d'aquestes ones gravitacionals podria revelar la seva existència.