M87* 作为 Kerr 黑洞或非 Kerr 致密天体的几何建模

背景。事件视界望远镜（EHT）合作组近期获得了星系 M87 中心超大质量致密天体 M87* 周围的首批图像。目的。我们希望为 M87* 的吸积流开发一个简单的解析盘模型。与广义相对论磁流体力学（GRMHD）模型相比，其优点在于不依赖于流的湍流特性，且仅由少数易于解释、具有物理意义的参数控制。我们希望使用该模型在假设 M87* 为 Kerr 黑洞或替代性致密天体的前提下预测其图像。方法。我们计算盘模型的同步辐射，并通过相对论光线追踪将所得光线传播至远处观测者。此类计算在不同时空（Kerr、Minkowski、非旋转超致密星、旋转玻色子星或 Lamy 旋转虫洞）假设下进行。我们对这些模型到 EHT 数据进行了数值拟合。结果。我们讨论了 Kerr 图像的高度透镜化特征，并表明它们本质上与吸积流性质相关，而不仅与引力有关。我们引入的次级环概念阐明了这一事实。我们的旋转 Kerr 黑洞模型预测的质量与取向与 EHT 解释一致。非 Kerr 图像产生了相似的数值拟合质量，并且在模糊至 EHT 分辨率后可能与 Kerr 图像非常相似。这意味着以当前数据对 Kerr 时空进行强检验可能难以实现。我们注意到 EHT 的未来发展可能改变这一局面。结论。我们的结果表明，研究 Kerr 时空的替代方案对于能够明确检验 Kerr 范式至关重要。