Johannsen-Psaltis 黑洞的膜范式方法

Johannsen-Psaltis (JP) 黑洞是一个在现象学上可行的度规，通过审慎地形变 Kerr 黑洞获得，使得该度规是渐近平坦的、具有因果性的，并且与弱场和后牛顿引力测试一致；然而，除了其质量和角动量外，它还具有额外的毛发。由于它在强耦合机制下偏离了 Kerr 黑洞，因此它是测试“所有天体物理黑洞都是 Kerr 型”这一 Kerr 假设的有用度规。在此，我们给出了该黑洞的膜描述，这实际上相当于用具有热力学性质的流体来替换黑洞的可观测部分。假设存在一个类时膜，即一个时间上局域的拉伸视界。预期该膜将逼近在时间上高度非局域的零事件视界。我们使用 Parikh 和 Wilczek 倡导的膜作用量表述，推导了流体的能量-动量张量和所有输运系数。在流体描述中，可以观察到输运系数的有限性约束了 Johannsen-Psaltis 黑洞的额外毛发。将流体的压力解析延拓到径向坐标 $r$ 的所有值，可以得到流体压力的有趣的范德瓦尔斯型行为，该压力在外能层半径处发散，从膜范式的角度支持了相对论天体物理喷流是由黑洞能层产生的这一主张。