Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1996. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:30:58Z : No. of bitstreams: 1 000027518.pdf: 1756218 bytes, checksum: f02688ec4744acb5994cc7352fef4e55 (MD5)

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:16Z : No. of bitstreams: 1 000855317.pdf: 1965123 bytes, checksum: c524cf5365c49cb4bf2f4f8552b3e7bc (MD5)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-08Bitstream added on 2014-06-13T18:53:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_arr_me_ift.pdf: 813157 bytes, checksum: 81b6685998a09d3d6718aaf28eb17b51 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A proposta deste trabalho é investigar a validade da segunda lei generalizada da termodinâmica de buracos negros para um buraco negro de Schwarzschild por meio de experimentos mentais. Primeiramente, faremos uma breve revisão sobre termodinâmica de buracos negros. O conceito da segunda lei generalizada é estabelecido e os principais experimentos mentais são revistos. Em seguida, propomos um novo teste à segunda lei generalizada utilizando a mesma estratégia dos experimentos mentais. Veremos que a segunda lei generalizada é consistente com este novo teste. / The proposal of this work is to investigate the validity of the generalized second law of black hole thermodynamics for Schwarzschild black hole by means of gedankenexperiments. Firstly, we make a brief review about black hole thermo-dynamics. The notion of generalized second law is established and the essential gedankenexperiments are reviewed. Afterwards, we propose a new test for generalized second law using the same strategy of gedankenexperiments. We see that the generalized second law is consistent with this new test as well.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2014-08-27T15:57:08Z : No. of bitstreams: 1 000779994.pdf: 622062 bytes, checksum: fb62350412f79cc14976d05e725d6f9a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesta dissertaçãoo estudamos o mecanismo atrator e a função entropia para buracos negros. Depois de revisarmos alguns aspectos de Relatividade Geral e buracos negros do tipo Schwarzschild, Reissner-Nordstrom e Kerr-Neumann demonstraremos detalhadamente como são deduzidas a lei zero e a primeira lei das chamadas Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Apresentaremos também a segunda e a terceira destas leis e discutiremos a relação entre as Leis da Termodinâmica e as Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Após isso, apresentaremos um exemplo para demonstrar como ocorre o chamado fenômeno atrator, que faz com que todos os campos escalares admitam o mesmo valor sobre o horizonte de eventos do buraco negro, fazendo-os então perder toda a memória de suas condições iniciais no in?nito. Finalmente, apresentaremos a dedução da chamada função entropia de Sen, e demonstraremos sua importância no que se refere ao estudo dos campos escalares de um buraco negro para a geometria próxima ao horizonte de eventos, ou seja, para o mecanismo atrator. Demonstraremos a validade deste formalismo através da solução de Reissner-Nordstrom usual em 4 dimensões e de uma teoria correspondendo à parte bosônica de uma ação da supergravidade à baixas energias / In this Master Thesis we study the attracto rmechanism and the entrop yfunction for black holes. After reviewing some aspects of General Relativity and black holes solutions of the Schwarzschild, Reissner-Nordstrom and Kerr-Newmann type, we give a detailed derivation of the zeroth and ?rst of the so-called Laws of Black Hole Thermodynamics. We will also present the second and third laws and discuss the relation between The Laws of Thermodynamics and The Laws of Black Hole Thermodynamics. Then we will present an example of how the so-called attractor phenomena occurs, which makes all the scalar ?elds assume the same value on the black hole event horizon, forcing them to lose all the memory of their initial conditions at the in?nity. Finally, we will present the derivation of the so-called Sen’s entropy function, and we will show its importance concerning the study of scalar ?elds of a black hole for the near horizon geometry, or in other words, for the attractor mechanism. We will show the validity of this formalism through the usual Reissner-Nordstrom solution in 4 dimensions and a theory corresponding to the bosonic part of a low energy supergravity action

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para os fluxos e razões de linhas de emissão, cinemática do gás e das estrelas na região central (≈ 100 − 300 pc de raio em torno do núcleo) das galáxias Seyfert ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 e NGC4258 a partir de dados espectroscópicos obtidos com a Unidade de Campo Integral (IFU) do instrumento GNIRS (Gemini Near-Infrared Spectrograph) e com o instrumento NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) instaladas nos telescópios Gemini. Obtivemos medidas da cinemática estelar a partir de ajustes das bandas de absorção do CO em λ ≈ 2, 3 μm por templates estelares e mapas para as distribuições e cinemática do gás a partir de ajustes de curvas gaussianas aos perfis das linhas de emissão. A alta resolução espectral dos dados ainda nos permitiu obter a “tomografia” do gás a partir de cortes ao longo dos perfis das linhas, fornecendo um mapeamento “tridimensional”. Os campos de velocidades das estrelas são dominados por rotação no disco da galáxia. Modelamos estes campos através de rotação num potencial de Plummer. O campo de velocidades de NGC4051 é bem representado pelo modelo e apresenta um potencial gravitacional bastante concentrado, atribu´ıdo ao bojo. NGC7582 apresenta algumas distorções no campo de velocidades que não são bem representadas pelo modelo, as quais podem ser atribuídas a uma barra nuclear presente nesta galáxia. Para NGC4258 tivemos que incluir, além do potencial do bojo, uma componente para o potencial gravitacional do buraco negro supermassivo, uma vez que seu raio de influência está resolvido, o que é confirmado pelo aumento do valor da dispersão de velocidades estelar (σ*) dentro de 11 pc do núcleo. Os mapas de σ* em NGC4051 e NGC7582 apresentam regiões de baixos valores imersas num bojo de maiores valores. Estes baixos valores de σ* foram atribuídos a estrelas jovens, formadas a partir de um gás frio recentemente acretado à região nuclear, as quais ainda preservam a cinemática do gás que as formou. Os campos de velocidades do gás apresentam componentes que diferem de rotação pura. Em ESO428-G14 e NGC7582 estas componentes são observadas como outflows do núcleo. Para ESO428-G14 os outflows são devido á interação entre o jato rádio e o meio interestelar (ISM) circundante. Já em NGC7582 os outflows são atribuídos a ventos do disco de acreção. Em NGC4051 observamos inflows em direção ao núcleo ao longo de braços espirais nucleares. Em geral, observamos também que o gás emissor de H2 apresenta cinemática diferente da observada para o gás ionizado – enquanto que o H2 está mais restrito ao plano das galáxias, onde componentes de rotação são importantes, o gás de maior ionização estende-se a altas latitudes galáticas, onde são mais importantes os movimentos de outflows. A partir das distribuições de fluxos e razões de linhas concluímos que a emissão de H2 observada em NGC4051 é principalmente devida a excitação por raios X oriundos do núcleo, enquanto que em ESO428-G14 o mecanismo de excitação dominante é a interação do jato rádio com o ISM. A emissão do [Fe ii] em ESO428-G14 também é produzida por choques devido ao jato rádio. Determinamos massas de H2 quente que variam de 72 a 2700 M e de Hii entre 1,4×105 e 3,9×106M, as quais são comparáveis a valores publicados na literatura. Estimamos também as taxas de outflow e de inflow para NGC7582 e NGC4051, respectivamente. Obtivemos uma taxa de outflow de MHII ≈ 6, 3 × 10−2M ano−1 para o hidrogênio ionizado e de MH2 ≈ 8, 3 × 10−5M ano−1 para o H2 quente. Para NGC4051 obtivemos uma taxa de inflow de ˙MH2 ≈ 8 × 10−5M ano−1 para o H2 quente, a qual é aproximadamente 100 vezes menor do que o valor necessário para produzir a emissão observada. Concluímos que a taxa de inflow total de gás molecular deve ser muito maior, considerando que estamos amostrando apenas uma pequena parcela do gás molecular presente na região nuclear das galáxias ativas – o gás molecular quente. A principal inovação do presente trabalho é a riqueza de detalhes com que foi mapeada a distribuição e cinemática do gás, bem como a cinemática das estrelas na região central de galáxias Seyfert, com resoluções espaciais sem precedentes na literatura. Tal resolução espacial, combinada com a alta resolução espectral, permitiram uma comparação detalhada entre os mapas de emissão em rádio com os mapas de fluxo, razão de fluxos e principalmente da cinemática “tridimensional”. Através deste trabalho foi possível, pela primeira vez em comprimentos de onda infravermelho, mapear um inflow de gás molecular em uma galáxia ativa dentro dos 300 pc. Contribuímos também para o primeiro mapeamento de inflows no ótico nestas mesmas escalas. / We present two-dimensional (2D) maps for emission line fluxes and ratios, gaseous kinematics and stellar kinematics for the central regions of the Seyfert galaxies ESO428-G14, NGC7582, NGC4051 and NGC4258 using spectroscopic data obtained with the Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS) Integral Field Unit (IFU) and with the Near-infrared Integral Field Spectrograph (NIFS) at the Gemini telescopes. We have obtained measurements for the stellar kinematics by fitting the CO absorption bandheads around ≈ 2, 3 μm by stellar templates and have obtained maps for the gaseous distribution and kinematics from the fit of gaussian curves to the emission-line profiles. The high spectral resolution of the data allowed us to obtain a gaseous “tomography” by performing cuts in velocity bins along the emission line profiles, which provide a “tri-dimensional” map of the gas emission. The stellar velocity fields are dominated by rotation in the galactic disk. We have modelled these velocities by circular orbits in a Plummer potential. The velocity field of NGC4051 is well reproduced by the model and presents a highly concentrated gravitational potential, atributed to a compact stellar bulge. NGC7582 presents some distortions in its velocity field, which are not reproduced by the model and are atributed to a nuclear bar observed in this galaxy. For NGC4258 we needed to include, besides the bulge potential, the supermassive black hole potential, since its sphere of influence is resolved in our observations, what is confirmed by the increase in the stellar velocity dispersions (σ*) within 11 pc from the nucleus. The σ* maps for NGC4051 and NGC7582 present regions of low values immersed in a background of higher values. These low ∗ values were atributed to young stars, formed from cold gas recently accreted to the nuclear region, which still preserve the kinematics of the gas from which they have formed. The gaseous velocity fields present components that differ from pure rotation. For ESO428-G14 and NGC7582 these components are outflows from the nucleus. The outflows for ESO428-G14 are due to the interaction of the radio jet with the circumnuclear interstellar medium (ISM) and for NGC7582 the outflows are atributed to winds from the accretion disk. For NGC4051 we observe inflows towards the nucleus along nuclear spiral arms. We also observe that in general, the H2 emitting gas presents a distinct kinematics from that of the ionized gas – while the H2 is restricted to the galactic plane, where rotation is important, the higher ionization gas extends to high galactic latitudes, where the outflows are more important. From the flux distributions and line ratios we conclude that the H2 emission in NGC4051 is dominated by X rays heating, while for ESO428-G14 the main excitation mechanism is shocks due to the radio jet. The [Fe ii] emission observed in ESO428- G14 is also dominated by excitation by the radio jet. We have obtained masses for the hot H2 gas varying from 72 to 2700 M⊙ and for the ionized gas (Hii) varying from 1.4×105 to 3.9×106M⊙, which are in agreement with previously published values for active galaxies. We also derive thegas outflow and inflow rates for NGC7582 and NGC4051, respectively. For NGC7582 we obtained an outflow rate of MHII ≈ 6, 3 × 10−2M yr−1 for the ionized hydrogen and of MH2 ≈ 8, 3×10−5M yr−1 for the hot H2. For NGC4051 the hot H2 inflow rate is MH2 ≈ 8 × 10−5M yr−1, which is approximately 100 times smaller than the value necessary to produce the observed emission. We conclude that the total inflow rate of molecular gas must be much higher, as we are sampling only a small part of the molecular gas present in the nuclear region of the active galaxies – the hot emitting gas.

Apresentamos mapas bidimensionais (2D) para a cinemática do gás na região central (algumas centenas de parsecs) das galáxias ativas NGC 1566, M81, NGC 3982 e NGC 4450, e para a cinemática estelar para a galáxia' M81. As observações foram feitas com a Unidade de Campo Integral (IFU) do GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) nos telescópios Gemini. Obtivemos campos de velocidades e mapas de dispersão de velocidades pelo ajuste das linhas de emissão do gás Hα, [NII]λ6584 e [SIl] λλ6717,31. Nosso objetivo foi procurar a assinatura de movimentos de queda do gás em direção ao núcleo da galáxia para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia NGC 1566, foi possível ajustar um modelo de rotação para o gás no plano da galáxia. o que possibilitou a construção de um mapa de resíduos através da subtração do campo de velocidades modelado do campo de velocidades do gás. Nós comparamos estes mapas de resíduos e dispersão de velocidades com mapas de estrutura, construídos a partir de observações com o telescópio espacial Hubble, em busca de uma relação entre os filamentos de poeira vistos nos mapas de estrutura e fluxos de gás, no intuito de testar a hipótese de que espirais nucleares são canais pelos quais a matéria é levada de escalas galácticas até a região nuclear para alimentar o buraco negro central. Para a galáxia M81, foi possível obter o campo de velocidades estelar, que foi subtraído do campo de velocidades do gás para isolar movimentos não circulares. Para as demais galáxias, o campo de velocidades e o mapa de dispersão de velocidades foram comparados diretamente ao mapa de estrutura, uma vez que não foi possível ajustar um modelo de rotação no plano. Todas as galáxias mostram associação entre movimentos não circulares e aumentos de dispersão de velocidades com filamentos escuros observados nos mapas de estrutura. Além disso, estimamos a taxa de acreção necessária para reproduzir a luminosidade do núcleo e, também, a massa do buraco negro central para todas as galáxias da amostra e, no caso de NGC 1566 e M81, estimamos também a taxa de infiow de gás em regiões onde encontramos fluxos de gás em direção ao núcleo e comparamos esta taxa com a taxa de acreção.

Há evidências contundentes de que u ma parcela significativa das galáxias no universo presente hospedam buracos negros supermassivos que acretam gás a baixas taxas. Tal acreção origina os núcleos ativos de baixa luminosidade (LLAGNs), que constituem a população dominante de AGNs nas galáxias próximas. O objetivo deste trabalho é elucidar a natureza da fonte central dos LLAGNs, comparando diversos vínculos observacionais com as previsões de modelos para o processo de acreção. Para este fim, adotamos o modelo de escoamento acretivo favorecido para buracos negros "subalimentados", o ADAF (advectiondominated accretion fiow), que possui baixa eficiência radiativa ao contrário do disco de acreção fino que ocorre nos quasares distantes. Analisamos dois modelos físicos para a produção dos jatos nos ADAFs, nos quais a potência dos jatos depende do spin do buraco negro - o modelo de Blandford-Znajek e o modelo híbrido proposto por Meier - incorporando efeitos de relatividade geral. A nossa análise indica que a potência do jato é uma fração significativa da energia de repouso associada à massa acretada, quando o spin do buraço negro é alto. Aplicamos tais modelos a galáxias elípticas gigantes que hospedam LLAGNs e obtemos que os modelos explicam a natureza da correlação observada entre a taxa de acreção de Bondi e a potência do jato. Nossos resultados indicam que os buracos negros centrais nas galáxias elípticas próximas devem estar rotando rapidamente (a/M > 0.9). Nós modelamos as distribuições espectrais de energia (SEDs) de um conjunto de 17 LINERs (low ionization emission-line region). A partir da nossa modelagem, concluímos que a natureza das fontes centrais dos LINERs pode ser interpretada com sucesso no contexto do modelo ADAF, com a contribuição da emissão de um jato relativístico. Nossos resultados indicam que os LLAGNs produzem jatos intensos, nos quais. a potência cinética é maior que a luminosidade bolométrica. O seguinte cenário físico é favorecido para a origem da emissão nuclear dos LINERs. A emissão rádio (λ>1 mm) origina-se da radiação síncrotron do jato; no intervalo 1 mm - 100 µm, a emissão é dominada pela radiação síncrotron do ADAF; no intervalo 10µm - 1 µm,a radiação provém da emissão térmica do disco fino truncado. Dada a incerteza atual no conhecimento sobre a física dos plasmas nos ADAFs e jatos, diferentes cenários físicos são possíveis para explicar a origem da emissão raios X em LLAGNs: o ADAF, o jato ou uma combinação de ambos. Apresentamos também uma nova implementação do feedback devido aos jatos dos AGNs em simulações da formação de galáxias. Consideramos dois regimes de acreção dependendo da taxa de acreção: disco fino padrão e ADAF; apenas os ADAFs são responsáveis pela produção de jatos intensos. A nossa metodologia para o feedback foi implementada para simular a coevolução entre o buraco negro central e a sua galáxia hospedeira. Obtemos que para z > 1 o AGN é relativamente brilhante (acreção via disco fino) em relação à galáxia e produz jatos fracos. Para z < 1, a falta de gás para alimentar o buraco negro central faz com que o AGN torne-se praticamente "invisível" (acreção via ADAF) e a galáxia torna-se urna galáxia disco hospedando um LLAGN. Neste estágio, a produção de jatos intensos suprime parte da formação estelar na galáxia e regula a acreção de gás ao centro, criando ciclos de atividade do buraco negro central, onde há períodos em que a galáxia é inativa como a Via Láctea. As propriedades da galáxia simulada e da sua atividade nuclear estão em amplo acordo com as propriedades inferidas de observações. / There is compellíng evidence that a significant fraction of the present-day galaxies host supermassive black holes, which are accretíng gas at low rates. The accretion onto these black holes originates the low-Iuminosity active galactic nudei (LLAGNs), which constitute the dominant population of AGNs in nearby galaxies. Our goal in this thesis is to explain the nature of the central engines of LLAGNs, by comparing models for the black hole accretion with different observations. To trus end, we adopt the accretion model favored for "underfed" black holes, the advection-dominated accretion flow (ADAF), which has a low radiative efficíency unlike the standard thin accretion disks that explain distant quasars. We investigate two physical models for the jet production from ADAFs, in which the jet power is a function of the black hole spin - the dassical Blandford-Znajek model and a hybrid model developed by Meier - accoímting for relativistic effects. Our analysis indicates that when the black hole spin is high, the jet power is a significant fraction of the energy associated with the rest mass of material accreting onto the black hole. We apply these models to giant ellíptical galaxies hosting LLAGNs, and obtain that the models can explain the observed correlation between the Bondi accretion rates and the jet powers. Our results indicate that the central black holes in ellíptical galaxies are rapidly spinning (a/M > 0.9). We model the spectral energy distributions (SEDs) of a sample of 17 LINERs (low ionization emission-line regions). Our modeling shows that the observed SEDs are explained by ADAFs assocíated with relativistic jets, and that LLAGNs produce powerful jets for which the kinetic power exceeds the bolometric luminosity. The following physical scenario is favored to explain the nature of the nuclear emission of LINERs. The radio emission (λ>1 mm) is originated in the jet synchrotron radiation; in the wavelenght range 1 mm - 100 µm,the emission is dominated by the ADAF synchrotron radiation; over the range 10 µm- 1 µm,the main source of light is the thermal emission of the truncated thin disk. Given the uncertainties currently affecting our knowledge of the plasma physics of ADAFs and jets, different scenarios are possible to explain the origin of X-rays in LLAGNs: the ADAF, the jet or a combination of both. Finally, we present a new implementation of feedback due to black holes in simulations of galaxy formation. The novelty of our approach is that v/e consider two distinct accretion modes depending on the black hole accretion rate: thin accretion disks and ADAFs, the latter mode being able to produce powerful jets, which are a source of feedback. This prescription for the AGN feedback was incorporated in a cosmological simulation to investigate the interplay between galaxies and their central black holes during the formation of a disc galaxy. We find that for z > 1 the AGN is relatively bright (thin disk regime) compared to the galaxy and produces weak jets. For z < 1 the accretion rate onto the central black hole drops, the AGN is almost invisible (ADAF regime) and the galaxy becomes a disc galaxy hosting a LLAGN. At this point, the AGN feedback becomes efficient and suppresses star forination, regulating the mass accretion onto the black hole. As a result, the LLAGN has an "on-off" cycle of activity, in which the "off" phase corresponds to an inactive galaxy as our Milky Way. Several properties of the simulated galaxy and its nuclear activity are in broad agreement with observations.

A crescente evidência de que a maior parte das galáxias hospedam buracos negros supermassivos (SMBHs) em seu centro e a aceitação geral de um paradigma hierárquico de formação galáctica indica que galáxias e SMBHs devem ter evoluído concorrentemente. Este cenário tem levado a uma intensa busca por subprodutos desta evolução, entre eles o recuo gravitacional, um fenômeno que ocorre durante a fusão de SMBHs, e que pode gerar uma explosão observável de ondas gravitacionais, com a subsequente expulsão de um dos SMBHs do centro galáctico. Um dos candidatos mais interessantes apresentando a \assinatura" de um recuo gravitacional é o rádio-quasar J133658.3-295105, um objeto a distância de NGC 5236 que aparece projetado sobre o corpo desta galáxia em um sugestivo alinhamento com outras fontes de rádio e o núcleo óptico da galáxia, que também aparece deslocado em relação ao centro cinemático de NGC 5236. Neste trabalho nós estudamos as circunstâncias no qual o rádio-quasar teria sido ejetado da região central de NGC 5236. Nós analisamos diferentes tipos de colisões de SMBHs binários e triplos por meio de simulações numéricas usando uma aproximação Pós-Newtoniana de ordem 7=2 (~1=c7). Para isso, nós desenvolvemos um código de Ncorpos especialmente construído para integrar numericamente as equações de movimento Pós-Newtonianas. Experimentos numéricos demonstram que o código é robusto o suficiente para tratar praticamente qualquer razão de massas entre partículas. Nós mostramos que, dentro da atual aproximação Pós-Newtoniana, o cenário com três SMBHs _e o mais adequado para explicar a ejeção de J133658.3-295105 e, simultaneamente, provocar o deslocamento do núcleo óptico de NGC 5236. Nossos modelos mostram que o deslocamento do núcleo óptico pode estender-se por uma distância radial de ~ 30 - 200 pc sobre uma escala de tempo de ~ _107 anos, em razoável acordo com o valor observado em NGC 5236 (~ 60 pc). Nós mostramos também que o deslocamento do núcleo óptico só pode ser explicado em um cenário de recuo gravitacional se a velocidade de recuo do SMBH for até cerca de ~ 1:5 vezes a dispersão de velocidades das estrelas no centro da galáxia. Os diferentes conjuntos de simulações permite-nos ainda distinguir entre dois tipos de recuo gravitacional em sistemas com SMBHs triplos, o primeiro ocorrendo por uma troca energética entre um dos SMBHs e a binária recém formada durante interação com os outros dois SMBHs, e o segundo ocorrendo por consequência da emissão anisotrópica de ondas gravitacionais durante a coalescência dos SMBHs. Nossas simulações mostram que o primeiro tipo de recuo gravitacional deve ocorrer muito antes que o par de SMBHs mais fortemente ligado possa atingir o regime de radiação. As limitações do nosso modelo, contudo, não permite-nos afirmar qual deles ocorreu em NGC 5236, embora o primeiro seja mais provável. / The growing evidence that most galaxies host supermassive black holes (SMBHs) at its center, and general acceptance of a paradigm of hierarchical galaxy formation states that galaxies and SMBHs must have evolved concurrently. This scenario has led to an intense search by-products of this evolution, including the gravitational recoil, a phenomenon that occurs during the merger of SMBHs, which can generate an observable outburst of gravitational waves and the subsequent expulsion of one of the SMBHs of galaxy center. One of the most interesting candidates showing the \signature" of a gravitational recoil is the radio-quasar J133658.3-295105, an object at distance of NGC 5236 that appears projected onto the body of this galaxy in a suggestive alignment with other sources of radio and optical nucleus of galaxy, which also appears displaced from the kinematic center of NGC 5236. In this work we study the circumstances in which the radio-quasar would have been ejected from the central region of NGC 5236. We analyze di erent types of collisions of binary and triple SMBHs by numerical simulations using a Post-Newtonian approximation of order 7=2 ( ~1/c7). For this, we developed a N-body code specially built for numerically integrate the Post-Newtonian equations of motion. Numerical experiments show that the code is robust enough to handle virtually any mass ratio between particles. We show that within the current Post-Newtonian approximation, the scenario with three SMBHs is best suited to explain the ejection of J133658.3-295105, while causing the displacement of the optical nucleus of NGC 5236. Our models show that the displacement of the optical nucleus can extend over a radial distance of ~ 30 - 200 pc on a timescale of ~ 2x107 years, in reasonable agreement with the observed value in NGC 5236 ( 60 pc). We also show that the displacement of the optical nucleus can only be explained in a scenario of gravitational recoil if the velocity of recoil of the SMBH is up to about 1:5 times the velocity dispersion of stars in the galactic center. The di erent sets of simulations allows us to distinguish between two types of gravitational recoil on systems with SMBHs triple, the rst occurring by an energy exchange between one of the SMBHs and the newly formed binary during interaction with the other two SMBHs, and the second occurring as a consequence the anisotropic emission of gravitational waves during the coalescence of SMBHs. Our simulations show that the rst type of gravitational recoil should occur long before the pair of SMBHs more tightly bound to achieve the regime of radiation. The limitations of our model, however, does not allow us to say which of them occurred in NGC 5236, although the former is more likely.

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Resumo: A teoria quântica de campos em espaços-tempos curvos é o arcabouço teórico mais sólidoque temos para estudar a interação entre gravitação e mecânica quântica na ausência deuma teoria completa de gravitação quântica. Neste contexto, um problema que atraiu muitaatenção dos físicos teóricos nas últimas décadas é o chamado "paradoxo da perda de informação em buracos negros", onde a evolução de um estado quântico puro inicial para um estado quântico misto final caracterizaria uma violação das leis da mecânica quântica. Nesta dissertação nós argumentamos que a perda de informação em si não viola as leis da mecânica quântica e é consequência direta da teoria semi-clássica utilizada. Finalmente, argumentamos que a questão da recuperação da informação deve ser tratada utilizando-se uma teoria de gravitação quântica ainda desconhecida. / Abstract: The quantum theory of fields in curved space-times is the most solid framework for studying the interplay between gravity and quantum mechanics in the absence of a complete theory of quantum gravity. In this scenario, one problem that has drawn much attention from the theoretical physics community in the last decades is the so-called "black hole information loss paradox", where the evolution from an initial pure quantum state to a final mixed quantum state would constitute a violation of the laws of quantum mechanics. In this dissertation we argue that information loss does not violate quantum mechanics, being simply a consequence of the semi-classical framework adopted and that the question of information recovery needs to be addressed by a yet unknown theory of quantum gravity. / Mestre

Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Banca: Vicente Pleitez / Banca: Júlio César Fabris / Banca: Valdir Barbosa Bezerra / Banca: Marcelo Moraes Guzzo / Resumo: Investigamos a possibilidade de decaimento de prótons em movimento geodésico circular ao redor de objetos compactos sem carga. As taxas para o processo fraco e forte e as respectivas potências irradiadas são calculadas a partir de um formalismo semi-clássico. Nossos resultados são discutidos com respeito aos obtidos na literatura onde se consideram prótons acelerados em campos eletromagnéticos. Testes de consistência são apresentados ao longo desta tese / Abstract: We investigate the possible decay of protons in geodesic circular motion around neutral compact objects. Weak and strong decay rates and the associated emitted powers are calculated using a semi-classical approach. Our results are discussed with respect to distinct ones in the literature, which consider the decay of accelerated protons in electromagnetic fields. A number of consistency checks are presented along this thesis / Doutor