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薄吸积盘环绕的 Kerr-Newman 黑洞图像

高能天体物理现象 2024-11-13 v1

摘要

本文推导了被薄吸积盘环绕的 Kerr-Newman (KN) 黑洞(BH)的图像。通过使用椭圆积分和光线追踪方法,我们分析了光子围绕 KN 黑洞的轨迹。在低观测倾角下,粒子的次级图像嵌入在主级图像中。然而,随着倾角的增加,主级和次级图像分离,形成一个帽状结构。黑洞的自旋和电荷,以及观测者的倾角,影响着图像的不对称性和内阴影的畸变。为了研究吸积盘上的红移分布,我们将吸积盘的内边界延伸至事件视界。结果表明,红移分布受观测倾角的显著影响。此外,我们使用鱼眼相机光线追踪技术对 KN 黑洞图像进行了详细分析,发现黑洞的光学外观和强度分布在不同观测频率(具体为 230GHz 和 86GHz)下有所不同。我们还考察了顺行和逆行吸积盘情景下的强度分布差异。比较这两个频率的观测结果,我们发现 86GHz 下的总强度和峰值强度均高于 230GHz。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.07914,
  title  = {Image of the Kerr-Newman black hole surrounded by a thin accretion disk},
  author = {Sen Guo and Yu-Xiang Huang and En-Wei Liang and Yu Liang and Qing-Quan Jiang and Kai Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07914},
  year   = {2024}
}

备注

26 pages, 21 figures