冻结 Bardeen-Dirac 星与光球

本文研究了一个静态球对称系统的解，该系统由 Bardeen 作用量与两个 Dirac 场耦合组成。在仅存在 Bardeen 作用量的情况下，磁荷 $q$ 可以无限大，当磁荷大于某一特定值 $q_b$ 时，存在黑洞解，称为 Bardeen 黑洞（BBH）。然而，如果引入 Dirac 场，我们发现磁荷只能小于临界值 $q_b$，此时不存在黑洞解。此外，在 $q<q_b$ 区域内，我们发现如果磁荷超过另一个临界值 $q_c$（即 $q_c<q<q_b$），Dirac 场的频率可以趋近于零，且出现临界视界的解在临界视界外部类似于极值黑洞，但内部非奇异。Dirac 场也几乎集中在其内部。事实上，这是一个冻结星解，我们称此类解为冻结 Bardeen-Dirac 星（FBDSs）。我们分析了 FBDSs 的光环，发现在临界视界外存在一个“真实”光环，但在其内部，光子速度非常接近于零，这导致在临界视界内部形成了一个“光球”。