Hartle-Thorne 时空描述的非 Kerr 天体的混沌光子轨道与阴影

事件视界望远镜的数据通过对黑洞（BH）光环周围区域的成像，提供了黑洞视界附近区域的新视角。它们也燃起了在不久的将来测量与该区域光子高阶效应相关的图像（或阴影）特征（例如高阶亮环的出现）的希望。尽管测量 Kerr 黑洞这些精细特征的前景本身非常有趣，但在我们的成像对象并非广义相对论黑洞解的情况下，还存在一些更引人入胜的前景，即观测可能的非 Kerr 天体的新特征。希望未来能有足够分辨率，我们在本工作中探索了 Hartle-Thorne 时空周围零测地线的结构和性质，该时空包含由四极形变 $\delta q$ 表征的偏离 Kerr 时空的形变。已发现这些时空在一定的 $\delta q$ 和自旋参数范围内，赤道光环分叉为两个离赤道光环。除此之外，还存在赤道和离赤道光环同时存在的参数范围。这导致形成一个可捕获光子的袋状结构。我们研究了这些捕获轨道的性质，发现出现了混沌行为。其中一些混沌轨道还被发现是“粘滞的”，并长时间 trapped 在周期轨道附近。我们还探索了这些新特征如何影响阴影，发现离赤道光环产生了使其圆形发生形变的独特特征，而与袋状结构相关的混沌行为产生了具有分形结构的特征。这些结果被证明是相当普遍的，可拓展到高阶 Hartle-Thorne 时空。