各向异性黑洞时空中引力透镜稳定性与散射现象

我们研究了被各向异性流体包围并嵌入等离子体环境的静止、球对称黑洞时空的物理与观测特征。受最新黑洞成像和强引力下的精密测量的启发，我们探讨了此类几何中光的传播、波动及观测信号。我们首先分析背景时空与物质内容，检验与各向异性流体相关的视界结构和能量条件。随后研究真空和等离子体环境中的光子轨迹，推导运动方程并计算脆弱引力透镜下的偏转角和图像放大系数。我们考虑了均匀和幂律等离子体轮廓，以建模真实的天体物理环境。在波动光学范畴中，我们首先采用 Chandrasekhar 方法分析时空在轴向（奇偶性）扰动下的线性稳定性，然后通过求解在等离子体曲率背景下的波动方程来研究标量场散射。利用 Born 近似和 WKB 近似，我们计算微分散射截面并检讨各向异性和等离子体对干涉特征的影响。最后，我们采用马尔可夫链蒙特卡洛方法对黑洞质量和各向异性流体参数进行参数估计，利用 EHT 和 GRAVITY 数据分别针对 Sgr A* 和仅使用 EHT 数据的 M87*进行分析。这些结果提出了一个统一的理论框架，将各向异性物质效应与透镜和散射可观测量联系起来，为未来与高分辨率天体物理数据集的比较提供了坚实的基础。