基于准周期振荡数据的 Kerr 及其多种单参数改造时空约束

本文研究了粒子在 Kerr 时空及其九种单参数改造时空中的动力学效应，包括 Bardeen、Ayon-Beato 和 Garcia (ABG)、Hayward、Kerr-Newman (KN)、Kerr-Taub-NUT (KTN)、Braneworld Kerr (BK)、Kerr-MOG、Kerr-Sen 以及 Perfect Fluid Dark Matter (PFDM) 黑洞。利用准周期振荡 (QPO) 观测数据，通过 $\chi^2$ 分析约束十种时空模型的自由参数（包括 Kerr）。在 $68\%$ 置信水平 (CL) 下，我们约束了九种单参数改造时空的修改参数，并给出三类微类星体在十种时空模型中的自旋和质量范围。结果表明，在 $68\%$ CL 下，QPO 数据对自由参数施加了严格约束，置信区间较窄。其中，只有 KN 时空的修改参数约束跨越负值和正值（包含 Kerr 情形下的零值）。相比之下，其他所有 tested 时空都要求在 $68\%$ CL 下具有正定修改参数，表明 Kerr 解存在统计偏差。这突显了探索 Kerr 时空改造的重要性。最后，我们使用贝叶斯因子和 Akaike 信息准则 (AIC) 对时空模型进行评估。基于当前 QPO 观测数据，贝叶斯因子分析表明，ABG、Hayward、KN、BK 和 Kerr-MOG 时空略优于 Kerr 模型，而 Bardeen、KTN、Kerr-Sen 和 PFDM 时空在统计上略逊于 Kerr 模型。相比之下，AIC 分析显示，在当前 QPO 数据下，Kerr 时空仍为最优模型。