由各向异性吸积盘照亮的变形 Schwarzschild 黑洞的观察特征
广义相对论与量子宇宙学
2024-09-10 v2
摘要
各向异性吸积盘的投影效应会导致其电磁辐射依赖于辐射角。尽管这种依赖性潜在地影响黑洞的观察特征,但尚未得到足够的关注。本文采用相对论光线追迹算法,对变形 Schwarzschild 黑洞由赤道各向异性吸积盘照亮的 86 GHz 和 230 GHz 图像进行数值模拟,以揭示目标黑洞的观察特征以及投影效应对图像的影响。研究表明,虽然引入投影效应并未改变黑洞内阴影和临界曲线的轮廓,但显著抑制了光线的特定强度,尤其是在直接辐射方面,从而降低了图像的亮度。这种减弱程度取决于观察倾角和频率。这一现象有助于从图像中的高阶环提取几何信息。此外,我们发现,随着变形参数的增加,变形 Schwarzschild 黑洞图像的亮度会增强,同时临界曲线和内阴影的尺寸会减小。这种关系建立了变形 Schwarzschild 黑洞的固有属性与其观察特征之间的联系,为测试无毛定理和引力理论提供了可靠工具。具体而言,我们提出了一种基于内阴影轮廓约束参数的新方法,具有推广至其他引力理论中任何球对称黑洞的潜力。
引用
@article{arxiv.2409.01778,
title = {Observational features of deformed Schwarzschild black holes illuminated by an anisotropic accretion disk},
author = {Dan Li and Shiyang Hu and Chen Deng and Xin Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.01778},
year = {2024}
}
备注
30 pages, 14 figures