环绕物质的黑洞中的极端质量比旋近
广义相对论与量子宇宙学
2023-08-01 v2 星系天体物理
可精确求解与可积系统
摘要
恒星级致密天体旋近大质量黑洞的过程，即极端质量比旋近（EMRI），是未来天基引力波探测器的关键目标之一。本文迈出了系统性地将外部引力物质对 EMRIs 的影响纳入考虑所需的第一步。我们将旋近过程建模为发生在史瓦西黑洞的场中，该场受到包围系统的远距离轴对称质量分布的引力场扰动。我们考虑了包围物质引起的红移、参考系拖曳和四极潮汐效应，从而纳入了包围质量特征距离的倒数三次方阶的所有效应。然后，我们使用正则微扰理论获得了在此背景下轻度偏心进动测试粒子轨道的角-作用量坐标和哈密顿量。最后，我们利用这一点高效地计算了该场中的轻度偏心旋近过程，并记录了它们的特性。这项工作展示了正则微扰理论在 EMRIs 建模中的优势，尤其是在背景偏离标准黑洞场的情况下。
引用
@article{arxiv.2205.08516,
title = {Extreme mass ratio inspirals into black holes surrounded by matter},
author = {Lukáš Polcar and Georgios Lukes-Gerakopoulos and Vojtěch Witzany},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08516},
year = {2023}
}