带电粒子在磁化黑洞附近的运动：一种近视界近似
广义相对论与量子宇宙学
2023-08-02 v3 高能天体物理现象
高能物理 - 理论
摘要
本文研究了带电粒子在磁化黑洞事件视界附近的轨道。对于浸没在均匀磁场 中质量为 的静态黑洞，无量纲参数 控制圆轨道的半径并决定最内稳定圆轨道（ISCO）的位置，其中 和 为粒子的质量与电荷。对于参数 的大值，ISCO 半径可非常接近引力半径。我们证明，此类轨道的性质可通过适当构造的“近视界近似”有效且容易地求得。特别地，我们表明有效势（决定轨道位置）可写成在磁场重标度下不变的形式，并因此在此意义下是普适的。我们还证明，在近视界近似中，粒子轨道是 Minkowski 时空中的稳态世界线。我们利用此性质求解描述粒子轨道到视界距离缓慢变化的方程，该变化由粒子自身辐射的电磁场引起。这使我们能够估计粒子到达 ISCO 并最终落入黑洞前的寿命。
引用
@article{arxiv.2305.12591,
title = {Charged Particle Motion Near a Magnetized Black Hole: A Near-Horizon Approximation},
author = {Noah P. Baker and Valeri P. Frolov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.12591},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 5 figures. New references added. Typos are corrected