长宇宙弦被旋转黑洞的俘获与临界散射

考虑了具有旋转参数 $a$ 的旋转黑洞对笔直、无限长宇宙弦的俘获。我们假设弦以速度 $v$ 运动，且初始时弦平行于黑洞旋转轴并具有碰撞参数 $b$。弦可被黑洞散射或被俘获。我们证明存在一个临界碰撞参数值 $b_c(v,a)$ 分隔这两种情形。利用数值模拟，我们对不同旋转参数 $a$ 值得到了临界碰撞参数曲线。我们表明对于弦的顺行运动，该曲线位于逆行运动曲线之下。此外，对于在近极端黑洞中顺行方向运动的超相对论性弦，发现临界碰撞参数曲线是 $v$ 的多值函数。我们得到了临界附近 regime 中散射弦的实时轮廓。我们还研究了旋转黑洞在相对论与超相对论 regime 下弦的临界散射与俘获，特别是诸如线圈形成与包裹效应等相对论效应。