ELISA MAGGIO

PhD Graduate

PhD program:: XXXIV


advisor: Paolo Pani

Thesis title: Probing new physics on the horizon of black holes with gravitational waves

Black holes are the most compact objects in the Universe. According to general relativity, black holes have a horizon that hides a singularity where Einstein’s theory breaks down. Recently, gravitational waves opened the possibility to probe the existence of horizons and investigate the nature of compact objects. This is of particular interest given some quantum-gravity models which predict the presence of horizonless and singularity-free compact objects. Such exotic compact objects can emit a different gravitational-wave signal relative to the black hole case. In this thesis, we analyze the stability of horizonless compact objects, and derive a generic framework to compute their characteristic oscillation frequencies. We provide an analytical, physically-motivated template to search for the gravitational-wave echoes emitted by these objects in the late-time postmerger signal. Finally, we infer how extreme mass-ratio inspirals observable by future gravitational-wave detectors will allow for model-independent tests of the black hole paradigm.

Research products

11573/1436194 - 2020 - Prospects for fundamental physics with LISA
Barausse, Enrico; Berti, Emanuele; Hertog, Thomas; Hughes, Scott A.; Jetzer, Philippe; Pani, Paolo; Sotiriou, Thomas P.; Tamanini, Nicola; Witek, Helvi; Yagi, Kent; Yunes, Nicolás; Abdelsalhin, T.; Achucarro, A.; Van Aelst, K.; Afshordi, N.; Akcay, S.; Annulli, L.; Arun, K. G.; Ayuso, I.; Baibhav, V.; Baker, T.; Bantilan, H.; Barreiro, T.; Barrera-Hinojosa, C.; Bartolo, N.; Baumann, D.; Belgacem, E.; Bellini, E.; Bellomo, N.; Ben-Dayan, I.; Bena, I.; Benkel, R.; Bergshoefs, E.; Bernard, L.; Bernuzzi, S.; Bertacca, D.; Besancon, M.; Beutler, F.; Beyer, F.; Bhagwat, S.; Bicak, J.; Biondini, S.; Bize, S.; Blas, D.; Boehmer, C.; Boller, K.; Bonga, B.; Bonvin, C.; Bosso, P.; Bozzola, G.; Brax, P.; Breitbach, M.; Brito, R.; Bruni, M.; Brügmann, B.; Bulten, H.; Buonanno, A.; Burko, L. M.; Burrage, C.; Cabral, F.; Calcagni, G.; Caprini, C.; Cárdenas-Avendaño, A.; Celoria, M.; Chatziioannou, K.; Chernoff, D.; Clough, K.; Coates, A.; Comelli, D.; Compère, G.; Croon, D.; Cruces, D.; Cusin, G.; Dalang, C.; Danielsson, U.; Das, S.; Datta, S.; De Boer, J.; De Luca, V.; De Rham, C.; Desjacques, V.; Destounis, K.; Filippo, F. Di; Dima, A.; Dimastrogiovanni, E.; Dolan, S.; Doneva, D.; Duque, F.; Durrer, R.; East, W.; Easther, R.; Elley, M.; Ellis, J. R.; Emparan, R.; Ezquiaga, J. M.; Fairbairn, M.; Fairhurst, S.; Farmer, H. F.; Fasiello, M. R.; Ferrari, V.; Ferreira, P. G.; Ficarra, G.; Figueras, P.; Fisenko, S.; Foffa, S.; Franchini, N.; Franciolini, G.; Fransen, K.; Frauendiener, J.; Frusciante, N.; Fujita, R.; Gair, J.; Ganz, A.; Garcia, P.; Garcia-Bellido, J.; Garriga, J.; Geiger, R.; Geng, C.; Gergely, L. Á.; Germani, C.; Gerosa, D.; Giddings, S. B.; Gourgoulhon, E.; Grandclement, P.; Graziani, L.; Gualtieri, L.; Haggard, D.; Haino, S.; Halburd, R.; Han, W. -B.; Hawken, A. J.; Hees, A.; Heng, I. S.; Hennig, J.; Herdeiro, C.; Hervik, S.; Holten, J. V.; Hoyle, C. J. D.; Hu, Y.; Hull, M.; Ikeda, T.; Isi, M.; Jenkins, A.; Julié, F.; Kajfasz, E.; Kalaghatgi, C.; Kaloper, N.; Kamionkowski, M.; Karas, V.; Kastha, S.; Keresztes, Z.; Kidder, L.; Kimpson, T.; Klein, A.; Klioner, S.; Kokkotas, K.; Kolesova, H.; Kolkowitz, S.; Kopp, J.; Koyama, K.; Krishnendu, N. V.; Kroon, J. A. V.; Kunz, M.; Lahav, O.; Landragin, A.; Lang, R. N.; Poncin-Lafitte, C. Le; Lemos, J.; Li, B.; Liberati, S.; Liguori, M.; Lin, F.; Liu, G.; Lobo, F. S. N.; Loll, R.; Lombriser, L.; Lovelace, G.; Macedo, R. P.; Madge, E.; Maggio, E.; Maggiore, M.; Marassi, S.; Marcoccia, P.; Markakis, C.; Martens, W.; Martinovic, K.; Martins, C. J. A. P.; Maselli, A.; Mastrogiovanni, S.; Matarrese, S.; Matas, A.; Mavromatos, N. E.; Mazumdar, A.; Meerburg, P. D.; Megias, E.; Miller, J.; Mimoso, J. P.; Mittnacht, L.; Montero, M. M.; Moore, B.; Martin-Moruno, P.; Musco, I.; Nakano, H.; Nampalliwar, S.; Nardini, G.; Nielsen, A.; Novák, J.; Nunes, N. J.; Okounkova, M.; Oliveri, R.; Oppizzi, F.; Orlando, G.; Oshita, N.; Pappas, G.; Paschalidis, V.; Peiris, H.; Peloso, M.; Perkins, S.; Pettorino, V.; Pikovski, I.; Pilo, L.; Podolsky, J.; Pontzen, A.; Prabhat, S.; Pratten, G.; Prokopec, T.; Prouza, M.; Qi, H.; Raccanelli, A.; Rajantie, A.; Randall, L.; Raposo, G.; Raymond, V.; Renaux-Petel, S.; Ricciardone, A.; Riotto, A.; Robson, T.; Roest, D.; Rollo, R.; Rosofsky, S.; Ruan, J. J.; Rubiera-García, D.; Ruiz, M.; Rusu, M.; Sabatie, F.; Sago, N.; Sakellariadou, M.; Saltas, I. D.; Sberna, L.; Sathyaprakash, B.; Scheel, M.; Schmidt, P.; Schutz, B.; Schwaller, P.; Shao, L.; Shapiro, S. L.; Shoemaker, D.; Silva, A. D.; Simpson, C.; Sopuerta, C. F.; Spallicci, A.; Stefanek, B. A.; Stein, L.; Stergioulas, N.; Stott, M.; Sutton, P.; Svarc, R.; Tagoshi, H.; Tahamtan, T.; Takeda, H.; Tanaka, T.; Tantilian, G.; Tasinato, G.; Tattersall, O.; Teukolsky, S.; Tiec, A. L.; Theureau, G.; Trodden, M.; Tolley, A.; Toubiana, A.; Traykova, D.; Tsokaros, A.; Unal, C.; Unnikrishnan, C. S.; Vagenas, E. C.; Valageas, P.; Vallisneri, M.; Brand, J. Van Den; Broeck, C. Van Den; D - 01a Articolo in rivista
paper: GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION (New York: Plenum Press) pp. - - issn: 0001-7701 - wos: WOS:000565227300001 (166) - scopus: 2-s2.0-85090050414 (261)

11573/1445638 - 2020 - How does a dark compact object ringdown?
Maggio, Elisa; Buoninfante, Luca; Mazumdar, Anupam; Pani, Paolo - 01a Articolo in rivista
paper: PHYSICAL REVIEW D () pp. - - issn: 2470-0010 - wos: WOS:000570979500004 (48) - scopus: 2-s2.0-85092450855 (53)

11573/1324308 - 2019 - Black holes, gravitational waves and fundamental physics: A roadmap
Barack, L.; Cardoso, V.; Nissanke, S.; Sotiriou, T. P.; Askar, A.; Belczynski, C.; Bertone, G.; Bon, E.; Blas, D.; Pires Brito, Richard; Bulik, T.; Burrage, C.; Byrnes, C. T.; Caprini, C.; Chernyakova, M.; Chrusciel, P.; Colpi, M.; Ferrari, V.; Gaggero, D.; Gair, J.; Garcia-Bellido, J.; Hassan, S. F.; Heisenberg, L.; Hendry, M.; Heng, I. S.; Herdeiro, C.; Hinderer, T.; Horesh, A.; Kavanagh, B. J.; Kocsis, B.; Kramer, M.; Le Tiec, A.; Mingarelli, C.; Nardini, G.; Nelemans, G.; Palenzuela, C.; Pani, P.; Perego, A.; Porter, E. K.; Rossi, E. M.; Schmidt, P.; Sesana, A.; Sperhake, U.; Stamerra, A.; Stein, L. C.; Tamanini, N.; Tauris, T. M.; Urena-Lopez, L. A.; Vincent, F.; Volonteri, M.; Wardell, B.; Wex, N.; Yagi, K.; Abdelsalhin, T.; Aloy, M. A.; Amaro-Seoane, P.; Annulli, L.; Arca-Sedda, M.; Bah, I.; Barausse, E.; Barakovic, E.; Benkel, R.; Bennett, C. L.; Bernard, L.; Bernuzzi, S.; Berry, C. P. L.; Berti, E.; Bezares, M.; Blanco-Pillado, J. J.; Blazquez-Salcedo, J. L.; Bonetti, M.; Boskovic, M.; Bosnjak, Z.; Bricman, K.; Brugmann, B.; Capelo, P. R.; Carloni, S.; Cerda-Duran, P.; Charmousis, C.; Chaty, S.; Clerici, A.; Coates, A.; Colleoni, M.; Collodel, L. G.; Compere, G.; Cook, W.; Cordero-Carrion, I.; Correia, M.; De La Cruz-Dombriz, A.; Czinner, V. G.; Destounis, K.; Dialektopoulos, K.; Doneva, D.; Dotti, M.; Drew, A.; Eckner, C.; Edholm, J.; Emparan, R.; Erdem, R.; Ferreira, M.; Ferreira, P. G.; Finch, A.; Font, J. A.; Franchini, N.; Fransen, K.; Gal'tsov, D.; Ganguly, A.; Gerosa, D.; Glampedakis, K.; Gomboc, A.; Goobar, A.; Gualtieri, L.; Guendelman, E.; Haardt, F.; Harmark, T.; Hejda, F.; Hertog, T.; Hopper, S.; Husa, S.; Ihanec, N.; Ikeda, T.; Jaodand, A.; Jetzer, P.; Jimenez-Forteza, X.; Kamionkowski, M.; Kaplan, D. E.; Kazantzidis, S.; Kimura, M.; Kobayashi, S.; Kokkotas, K.; Krolik, J.; Kunz, J.; Lammerzahl, C.; Lasky, P.; Lemos, J. P. S.; Levi Said, J.; Liberati, S.; Lopes, J.; Luna, R.; Ma, Y. -Z.; Maggio, E.; Mangiagli, A.; Montero, M. M.; Maselli, A.; Mayer, L.; Mazumdar, A.; Messenger, C.; Menard, B.; Minamitsuji, M.; Moore, C. J.; Mota, D.; Nampalliwar, S.; Nerozzi, A.; Nichols, D.; Nissimov, E.; Obergaulinger, M.; Obers, N. A.; Oliveri, R.; Pappas, G.; Pasic, V.; Peiris, H.; Petrushevska, T.; Pollney, D.; Pratten, G.; Rakic, N.; Racz, I.; Radia, M.; Ramazanoglu, F. M.; Ramos-Buades, A.; Martinho Dos Santos Raposo, Guilherme; Rogatko, M.; Rosca-Mead, R.; Rosinska, D.; Rosswog, S.; Ruiz-Morales, E.; Sakellariadou, M.; Sanchis-Gual, N.; Sharan Salafia, O.; Samajdar, A.; Sintes, A.; Smole, M.; Sopuerta, C.; Souza-Lima, R.; Stalevski, M.; Stergioulas, N.; Stevens, C.; Tamfal, T.; Torres-Forne, A.; Tsygankov, S.; I Unluturk, Ki.; Valiante, R.; Van De Meent, M.; Velhinho, J.; Verbin, Y.; Vercnocke, B.; Vernieri, D.; Vicente, R.; Vitagliano, V.; Weltman, A.; Whiting, B.; Williamson, A.; Witek, H.; Wojnar, A.; Yakut, K.; Yan, H.; Yazadjiev, S.; Zaharijas, G.; Zilhao, M. - 01a Articolo in rivista
paper: CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY (-BRISTOL, ENGLAND, IOP PUBLISHING LTD, DIRAC HOUSE -London : Institute of Physics, 1984-) pp. 143001- - issn: 0264-9381 - wos: WOS:000476748700001 (397) - scopus: 2-s2.0-85069702813 (523)

11573/1282558 - 2019 - Ergoregion instability of exotic compact objects: Electromagnetic and gravitational perturbations and the role of absorption
Maggio, E.; Cardoso, V.; Dolan, S. R.; Pani, P. - 01a Articolo in rivista
paper: PHYSICAL REVIEW D () pp. - - issn: 2470-0010 - wos: WOS:000460660600002 (55) - scopus: 2-s2.0-85064039303 (58)

11573/1336857 - 2019 - Analytical model for gravitational-wave echoes from spinning remnants
Maggio, Elisa; Testa, A.; Bhagwat, S.; Pani, P. - 01a Articolo in rivista
paper: PHYSICAL REVIEW D () pp. - - issn: 2470-0010 - wos: WOS:000488261900008 (46) - scopus: 2-s2.0-85073205545 (49)

11573/1073987 - 2017 - Exotic compact objects and how to quench their ergoregion instability
Maggio, Elisa; Pani, Paolo; Ferrari, Valeria - 01a Articolo in rivista
paper: PHYSICAL REVIEW D () pp. - - issn: 2470-0010 - wos: WOS:000416238500009 (67) - scopus: 2-s2.0-85037074444 (72)

© Università degli Studi di Roma "La Sapienza" - Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Roma