超越测地线近似：施瓦西黑洞偏心轨道中引力自力的保守效应
广义相对论与量子宇宙学
2015-03-17 v2 高能天体物理现象
摘要
我们研究了在施瓦西黑洞周围束缚(偏心)强场轨道上运动的粒子所受的保守有限质量修正。我们假设粒子质量μ远小于黑洞质量M，并探索O(μ/M)的后测地线修正。我们的分析使用了最近开发的代码的数值数据，该代码输出沿偏心测地线作用于粒子的Lorenz规范引力自力(GSF)。首先，我们计算了轨道近日点进动的O(μ/M)保守修正，作为(规范依赖的)半正焦弦和偏心率的函数。在圆轨道极限下，可以对GSF进动效应进行规范不变的描述，我们将近日点进动的修正表示为不变方位角频率的函数。我们将这一关系与完全非线性的数值相对论模拟结果进行了比较。为了获得完全偏心轨道的GSF效应的规范不变度量，我们引入了Detweiler圆轨道“红移”不变量的一个适当推广。我们计算了该不变量的O(μ/M)保守修正，表示为参数化轨道的两个不变频率的函数。我们的结果与弱场区域的后牛顿计算结果吻合良好，我们将在别处报告。我们的研究结果可为强引力双星动力学解析模型的发展提供参考。它们也为未来的数值相对论模拟提供了精确的基准。
引用
@article{arxiv.1101.3331,
title = {Beyond the geodesic approximation: conservative effects of the gravitational self-force in eccentric orbits around a Schwarzschild black hole},
author = {Leor Barack and Norichika Sago},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.3331},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 4 eps figures, matches PRD version