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极端质量比旋近中规则黑洞的引力波

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-01 v3

摘要

我们分析了一个具有渐近闵可夫斯基核的旋转规则黑洞时空,重点关注极端质量比旋近(EMRIs),其中恒星质量天体在考虑的超大质量黑洞周围旋近。这种时空也称为类Kerr时空,这激发了对广义相对论之外的黑洞的研究以及对无毛定理的检验。在本文中,我们考虑了在旋转规则黑洞背景下旋近天体的偏心赤道运动。动力学产生的引力波(GWs)导致轨道天体能量和角动量的损失。在此情景下,由于辐射反作用,我们解析计算了运动天体的轨道演化。此外,我们生成了引力波波形,并通过使用激光干涉空间天线(LISA)观测的失相和失配计算约束了非Kerr参数。我们的结果表明,LISA可以区分小至106\sim10^{-6}的额外非Kerr/偏差参数的影响。使用Fisher信息矩阵(FIM)对规则黑洞参数的约束可以在10510^{-5}的分数误差内获得。我们基于EMRIs的分析估计展示了未来空间探测器探测类Kerr几何的可能性,并进一步为使用更先进框架对非Kerr参数施加严格约束开辟了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.11847,
  title  = {Gravitational waves from regular black holes in extreme mass-ratio inspirals},
  author = {Shailesh Kumar and Tieguang Zi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.11847},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 5 figures