非线性电动力学对黑洞阴影、偏折角、准正模及灰体因子的效应

在本文中，我们详细讨论非线性电动力学（NED）对由场耦合参数 $\beta$ 和磁荷参数 $P$ 参数化的非旋转黑洞的效应。特别地，我们考察了磁荷黑洞的物理性质、热力学性质、观测外观、准正模和吸收截面。我们随后表明，随着电荷增大黑洞变得更冷。通过研究热容，我们发现黑洞在热学上是稳定的，而引入具有量子引力参数 $\lambda$ 的广义不确定性原理（GUP）会增强这一稳定性。接着，我们利用高斯-博内定理和测地线方程计算了弱场极限下的偏折角，表明磁荷在一阶项中有贡献。通过光线追踪，我们模拟了具有薄盘和球状吸积的NED黑洞的观测外观。我们发现参数 $P$ 对阴影半径有非常强的影响。我们考虑了黑洞在质量为零的标量扰动下的准正模与灰体因子。我们发现电荷给基频带来微小差异，且NED黑洞的灰体因子随电荷增大而被强烈陡化。为给出观测约束，我们表明M87*黑洞的磁荷在 $0\leq P\leq0.024$（以M为单位）之间，这与真实天体物理黑洞大多为中性的观点一致。我们还发现LIGO/VIRGO和LISA能够探测质量在 $5M_\odot$ 到 $8.0\cdot 10^8\,M_\odot$ 之间的黑洞的NED黑洞扰动。我们最后表明，对于迄今LIGO探测到的质量的黑洞，带电NED黑洞的基频将偏离Schwarzschild黑洞 $5\sim 10$ Hz。