作为广义相对论检验的黑洞图像：时空几何效应

被光学薄、辐射低效吸积流环绕的超大质量黑洞图像，如同事件视界望远镜所观测到的，其特征是环绕黑洞阴影的明亮发射环。在 Kerr 时空中，当这个亮环很窄时，会紧密追踪阴影的边界，并且经过适当校准，可以作为其代理。本文通过考虑两种特定的时空几何来扩展这一陈述的有效性：一种是修正引力理论场方程的解，另一种是参数化偏离 Kerr 但在其偏离参数为零时恢复为 Kerr 时空的几何。利用一个基于守恒定律、涵盖广泛等离子体条件的协变轴对称吸积流解析模型，计算了合成的非 Kerr 黑洞图像，然后对其进行了分析和表征。我们发现在所有时空中：（i）是引力透镜化的不稳定光子轨道在确定黑洞图像中观测到的环的直径方面起着关键作用，而不是事件视界或最内稳定圆轨道；（ii）这些图像中的亮环在尺寸上与黑洞阴影的边界成比例，并包含该边界，即使显著偏离 Kerr 时也是如此；（iii）吸积等离子体物理性质的不确定性对图像直径与黑洞阴影直径之间关系引入的修正是次要的。这些结果为使用黑洞图像探测和检验超大质量黑洞的时空提供了重要的新理论依据。