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光回路回波与闪烁的黑洞

高能天体物理现象 2011-10-14 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

黑洞附近发出的辐射通过多条路径到达观测者;当该辐射随时间变化时,各路径之间的时延会在观测到的光变曲线 L(t) 或其自相关函数 ξ(T)=⟨L(t)L(t−T)⟩ 中产生“闪烁”效应。针对特别重要的“正面”构型(即黑洞大致沿其自转轴方向被观测,而辐射大致来自其赤道面——例如来自吸积盘内边缘,或附近/下落恒星的剧烈闪光),我们通过计算第 j 条路径(j=1,2,3,…)相对于主路径(j=0)的时延 Δt_j(r,a) 和放大因子 μ_j(r,a)(作为发射半径 r 和黑洞自旋 0<a/M<1 的函数),详细计算了闪烁效应。近乎正面构型的特殊几何与对称性增强并“保护”了闪烁信号,使其更易探测且更少依赖于某些天体物理和观测细节。该效应可能出奇地强:例如,对于临界自旋黑洞(a_crit/M=0.853)的最内稳定圆轨道(ISCO)发出的辐射,j=1、2、3 的流量分别达到 j=0 流量的 27%、2% 和 0.1%。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.2789,
  title  = {Light Loop Echoes and Blinking Black Holes},
  author = {Latham Boyle and Matthew Russo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.2789},
  year   = {2011}
}

备注

4 pages, 4 figures