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通过观测阴影确定带薄吸积盘球形黑洞的参数

广义相对论与量子宇宙学 2023-03-08 v2 高能天体物理现象

摘要

我们重访广义相对论中球对称黑洞(即史瓦西黑洞)被几何薄吸积盘环绕的经典系统。我们的目的是检验能否仅通过观测吸积盘与黑洞阴影来确定该系统的三个参数(即黑洞质量 MM、黑洞与观测者间距 ror_o、倾角 ii)。我们分析的一个要点是允许 ror_o 为有限值,而大多数相关研究将其设为无穷。首先,我们证明可由阴影的大小与形状确定 (ro/M,i)(r_o/M, i) 的值,其中 M/roM/r_o 即所谓的角引力半径。进而表明,若通过任何独立理论或观测手段额外已知吸积率 M˙\dot{M}(相应地,质量 MM),则原则上可由吸积盘上任一点的通量值无简并地确定 (M,ro,i)(M, r_o, i) [相应地,(M˙,ro,i)(\dot{M}, r_o, i)] 的值。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02164,
  title  = {Determining parameters of a spherical black hole with a thin accretion disk by observing its shadow},
  author = {Kenta Hioki and Umpei Miyamoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02164},
  year   = {2023}
}

备注

28 pages, 11 figures, title modified, sec 6 added, accepted for publication in Physical Review D