偏离 Kerr 背景的可观测特征
广义相对论与量子宇宙学
2014-11-20 v1
摘要
通过探测来自极端质量比旋进源 (EMRI) 的引力波信号，我们将有机会检验关于星系中心区域超大质量天体本质的理论预期。我们探索了受扰动的 Kerr 度规在其测地轨道中引入的一些定性新特征。由于一般的受扰动 Kerr 度规不具备 Kerr 度规的所有特殊对称性，前者的测地线方程由一个略微不可积的哈密顿系统描述。根据 Poincaré-Birkhoff 定理，当系统的固有频率处于共振时，这会导致在可积 Kerr 情况预期的 KAM 曲线之间的相应截面上出现所谓的 Birkhoff 岛链。岛链的特征是有限宽度，即存在一个有限的初始条件范围对应于特定的共振，从而对应于固有频率的恒定有理数比值。因此，当 EMRI 通过辐射能量和角动量绝热变化时，通过监测信号的频率，我们可以在其比值演化中寻找一个瞬态模式，即平台的形式。我们已经证明，如果中心引力源不是 Kerr 黑洞，那么在相当大一部分可能的轨道特征中，这样的平台预计是明显的。此外，频率比值的平台预计在对应于最强共振的特定有理数值处更为突出。这为探测此类非 Kerr 奇异天体提供了可能的观测手段。
引用
@article{arxiv.1003.3120,
title = {An observable signature of a background deviating from Kerr},
author = {Georgios Lukes-Gerakopoulos and Theocharis A. Apostolatos and George Contopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.3120},
year = {2014}
}
备注
25 pages, 15 figures