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基于 EHT 观测对黑洞 Sgr A* 电荷的上限约束

广义相对论与量子宇宙学 2023-02-28 v3 高能天体物理现象

摘要

事件视界望远镜(EHT)近期发布了超大质量黑洞 Sgr A* 的影像,利用黑洞质量 M=4.00.6+1.1×106MM = 4.0^{+1.1}_{-0.6} \times 10^6 M_\odot,给出了角阴影直径 dsh=48.7±7μd_{sh}= 48.7 \pm 7\,\muas 以及史瓦西阴影偏差 δ=0.080.09+0.09 (VLTI),0.040.10+0.09 (Keck)\delta = -0.08^{+0.09}_{-0.09}~\text{(VLTI)},-0.04^{+0.09}_{-0.10}~\text{(Keck)}。Sgr A* 的 EHT 影像与克尔黑洞的预期外观一致,该结果直接证明了银河系中心存在超大质量黑洞。在此,我们利用 Sgr A* 的 EHT 观测结果,借助类克尔黑洞研究对其电荷的约束,重点关注三种主要的旋转模型,即 Kerr–Newman、Horndeski 与 hairy 黑洞。将超大质量黑洞 Sgr A* 建模为这些类克尔黑洞时,我们观察到 Sgr A* 的 EHT 结果对 Kerr–Newman 与 Horndeski 黑洞参数空间给出的上限,比 M87* 的 EHT 结果所给出的更为严格。系统偏差分析表明,未来 EHT 实验的观测结果将对黑洞 Sgr A* 的电荷给出更精确的限定。因此,在 EHT 约束的参数空间中相当大区域内,类克尔黑洞与克尔黑洞是不可区分的;我们的偏差分析证实了这一论断。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.02488,
  title  = {An Upper Limit on the Charge of the Black Hole Sgr A* from EHT Observations},
  author = {Sushant G. Ghosh and Misba Afrin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.02488},
  year   = {2023}
}

备注

12 pages, 8 figures, 1 table. Matched to the published version