Evolución de materia oscura difusa en presencia de un hoyo negro

Abstract

In this thesis, the formation of Fuzzy Dark Matter (FDM) cores in the presence of Black Holes (BH) is studied to explore whether the BH can act as condensation points of FDM cores. Our analysis is based on the core condensation in the kinetic regime for isotropic initial conditions for the FDM density. We show that the BH collapses with the condensed FDM cores; once this happens, the BH starts oscillating within the core. The core central density depends on the BH mass. For a massive black hole in a standard core, the BH oscillations revolve the core dark matter; this gives a lower density than for less massive cores. Also, the stationary solutions of the Schrödinger-Poisson + BH system are studied, and we found a phenomenological formula that fits the stationary solution, which can be used to fit the FDM density profiles around black holes.

En esta tesis se hacen simulaciones numéricas de la formación de núcleos de materia oscura difusa (FDM) en la presencia de agujeros negros (BH) para explorar si los BH pueden actuar como semillas para la condensación de núcleos de FDM. Nuestro análisis se basa en la condensación de núcleos en el régimen cinético para condiciones iniciales isotrópicas para la densidad de FDM. Mostramos que los BH se fusionan con los núcleos de FDM colapsados; cuando estos están fusionados el BH empieza a oscilar dentro del núcleo. La densidad central del núcleo depende de la masa del BH, para un agujero masivo en un núcleo estándar, las oscilaciones del BH revuelven la FDM del núcleo haciendo que la densidad central sea menor que para BH menos masivos. También se estudiaron las soluciones estacionarias del sistema Schrödinger-Poisson + BH y se encontró una fórmula fenomenológica que ajusta la solución estacionaria, la cual puede ser usada para ajustar los perfiles de densidad de FDM alrededor de agujeros negros.