非旋转黑洞的电化

Zajacek 等人对非旋转黑洞的电化作出了有趣的理论预测：如果一个非旋转黑洞被由质子和电子组成的等离子体包围，由于质子和电子的惯性质量差异，黑洞将获得电荷。他们还揭示了黑洞电荷对周围等离子体的影响。由于其结果主要依赖于非相对论分析，本文通过相对论分析研究了同一主题。通过考察史瓦西时空中的测试粒子，我们发现如果质子和电子远离黑洞的初始速度遵循麦克斯斯分布，黑洞可获得电荷，其值取决于质子温度与电子温度之比。我们还表明，如果黑洞获得电荷，带电粒子在 ISCO 上的半径和比能与中性粒子的 ISCO 半径和比能可能有显著差异。与 Zajacek 等人的研究结果不同，我们发现只要黑洞获得电荷，质子和电子的 ISCO 半径必然大于中性测试粒子的 ISCO 半径。巨大的 ISCO 半径可能导致黑洞阴影的角直径增大，以及基于假设黑洞电中性的中心黑洞吸积等离子体释放能量的估计结果发生变化。