探究 M87* 中引力磁单极的存在性

我们利用 M87* 首张事件视界望远镜图像所得结果，考察了 M87* 中存在引力磁单极 ($n_*$) 的可能性。通过数值推导 Kerr-Taub-NUT (KTN) 时空中的阴影尺寸，我们表明：对于 KTN 黑洞，固定 Kerr 参数 $|a_*|$ 时阴影尺寸随 $|n_*|$ 增大而增大；而对于 KTN 裸奇点，固定 $a_* > 0$ 时若 $n_* > -\cot 17^{\circ}$，其阴影尺寸随 $n_*$ 增大而增大。一般而言，若 M87 中心暗物体为 KTN/Kerr 裸奇点而非 KTN/Kerr 黑洞，阴影形状的不对称性会增加。我们发现非零引力磁单极仍与当前 EHT 观测相容，此时 $n_*$ 的上限不能大于 $1.1$，即顺向旋转 ($a_* > 0$) 时 $n_* \lesssim 1.1$，且 $n_*$ 的下限不能小于 $-1.1$，即逆向旋转 ($a_* < 0$) 时 $n_* \gtrsim -1.1$。此外，若阴影圆度能以 $\lesssim 1\%$ 的精度测量，则可证伪 M87* 的 Kerr 与 KTN 裸奇点。