有毛 Kerr 黑洞的阴影参数估计及来自 M87* 的约束

最近得到的有毛 Kerr 黑洞，由于附加源或周围流体（如暗物质）具有守恒的能量-动量张量，除旋转参数 $a$ 和质量 $M$ 外，还具有偏离参数 $\alpha$ 和主毛 $l_0$。在事件视界望远镜（EHT）对超大质量黑洞 M87* 的观测之后，近期对黑洞阴影的兴趣激增，表明可将广义相对论（GR）与修正引力理论（MoG）中的黑洞进行比较，以评估这些模型的差异。受此启发，我们对旋转有毛 Kerr 黑洞进行了广泛研究，其在特例中包含 Kerr 黑洞（$\alpha=0$）。我们研究了黑洞的能层与阴影，推断其尺寸和形状受 $l_0$ 影响，并发现其具有更丰富的混沌结构。特别地，与 Kerr 黑洞相比，有毛 Kerr 黑洞的阴影尺寸更小但扭曲更大。我们还利用阴影观测量估计了有毛 Kerr 黑洞的相关参数 $l_0$ 和 $a$。M87* 黑洞推断的圆度偏差 $\Delta C \leq 0.1$ 得到满足，而在给定 $\alpha$ 选择下，阴影角直径 $\theta_{d}=42 \pm 3 \mu as$ 在 $1 \sigma$ 区域内对参数 $a$ 和 $l_0$ 给出了界限。有趣的是，服从 $1< D_x \lesssim 4/3$ 的阴影轴比与 EHT 结果一致，从而使有毛 Kerr 黑洞成为天体物理黑洞的合适候选者。