旋转光发射黑洞的非线性稳定性

旋转光发射黑洞（RHBHs）是Einstein-Klein-Gordon方程的轴对称平衡解，由旋转黑洞周围环形复杂标量场组成。尽管这些配置潜在地与天体物理学相关，但其稳定性——自然预期通过轻型玻色场的超辐射增长形成——仍不确定。在本工作中，我们通过对几组在标量场质量与黑洞质量相对贡献上有所不同配置进行完全非线性数值演化来探讨RHBHs的稳定性。我们发现，标量场质量相对于黑洞质量次要的配置在演化过程中至少在 $\mu t > 1600$ 的时间尺度上保持稳定，至少在这种情况下这些配置可能是稳定的，只有在更长的时间尺度 $\mu t \sim 10^{11}$ 时才可能出现超辐射不稳定性，根据先前的线性稳定性分析。相比之下，当标量场质量占主导时，系统将在更短的时间尺度 $\mu t \sim \mathcal{O}(100)$ 附近发展出不稳定性，这类似于旋转玻色星中观察到的非轴对称不稳定性。鉴于通过超辐射实现的标量场质量增长的预期上限，我们的结果表明，通过这种机制形成的旋转光发射黑洞可能在超辐射不稳定性开始之前至少保持稳定。