对克尔黑洞替代模型的约束

事件视界望远镜（EHT）合作组最近对超大质量致密天体 M87$^*$ 阴影的观测，为探测强引力 regime 打开了一扇新窗口。在本文中，我们研究了两个可行的克尔黑洞替代模型所投射的阴影，并将其与 M87$^{*}$ 的阴影进行比较。第一个替代模型是一个无视界的致密天体（HCO），具有半径 $r_0$ 和外部克尔几何。第二个是最近由 Simpson 和 Visser 获得的单参数（$r_0$）静态度规的旋转推广。后者度规通过使用 Newman-Janis 算法构造，是 Johannsen 获得的参数化旋转非克尔几何的一个特例。在此，我们利用 M87$^{*}$ 观测的结果约束这些替代模型的参数 $r_0$。我们发现，对于 EHT 合作组报告的 M87$^{*}$ 的质量、倾角和阴影角直径，在无量纲自旋范围 $0.5\leq a_{*}\leq 0.94$ 内，参数 $r_0$ 的最大值必须在范围 $2.54r_{+}\leq r_{0,max}\leq 3.51r_{+}$ 内，其中 $r_{+}$ 为对应自旋值下克尔黑洞的外视界半径。我们得出结论，具有低于此最大范围（即 $r_0\leq r_{0,max}$）的 $r_0$ 的这些黑洞替代模型，与观测到的 M87$^{*}$ 阴影的大小和偏离圆度的程度相一致。