In the first part of this work the merger of two black holes is studied by solving numerically the Einstein’s equations. A catalog of 31 gravitational waves coming from the evolution of a black hole binary black hole system (BBH) and an example of its application is presented. The application consists of estimating the mass ratio of the BBH from the strain of a wave using an algorithm based on artificial neural networks. In the second part of this work we study for the first time the accretion of supersonic winds onto a rotating black hole in three dimensions, we present five representative directions of the wind with respect to the axis of rotation of the black hole. The study focuses on the evolution and stability of the high-density shock cone formed during this process and explores the situation in which Flip-Flop (FF) type instability is expected. For all the studied cases the FF instability was not found. We also study for the first time the accretion of a supersonic magnetized wind onto a rotating black hole in three dimensions. The most important finding compared to the purely hydrodynamics scenario is the formation of rarefied zones where the magnitude of the magnetic field dominates. It was found that the accretion rate between the HD and MHD regimes is quite similar and concludes that the most influential parameters that change the accretion rate are the speed and direction of the wind. Finally, the evolution of a supersonic wind that interacts with a boson star is presented and is compared to the evolution of a wind that is accreted by a black hole of the same mass without rotation.
En la primera parte de este trabajo se estudia el choque de hoyos negros mediante la solución numérica de las ecuaciones de Einstein. Se presenta un catálogo de 31 ondas gravitacionales provenientes de la evolución de un sistema binario de hoyos negros (BBH) y un ejemplo de su aplicación. La aplicación consiste en estimar el cociente de masas de un BBH a partir del strain de una onda gravitacional mediante un algoritmo basado en redes neuronales artificiales. En la segunda parte de este trabajo se estudia por primera vez la acreción de vientos supersónicos en hoyos negros rotantes en tres dimensiones, se presentan cinco direcciones representativas del viento respecto al eje de rotación del hoyo negro. El estudio se centra en la evolución y estabilidad del cono de choque de alta densidad que se forma durante este proceso y se explora el régimen en el que se espera que aparezca una inestabilidad tipo Flip-Flop (FF). En todos los casos estudiados no se encontró la inestabilidad FF. También, se presenta por primera vez la acreción de vientos supersónicos magnetizados en un hoyo negro rotante en tres dimensiones. El hallazgo más importante en comparación con el escenario puramente hidrodinámico, es la formación de zonas rarificadas donde la presión del campo magnético domina. Se encontró que la tasa de acreción de vientos supersónicos en hoyos negros en los regímenes HD y MHD es bastante similar y se concluye que los parámetros más influyentes que cambian la tasa de acreción son la velocidad y la orientación del viento. Por último, se presenta la evolución de un viento supersónico que interactúa con una estrella de bosones y se compara con la evolución de un viento que es acretado por un hoyo negro no rotante de la misma masa.
