受磁场影响的稳定轴对称时空中的近日点位移
广义相对论与量子宇宙学
2025-05-14 v1
摘要
本文详细研究了在具有外部磁场的稳定且非轴对称时空中带电粒子的预cession。具体而言,我们发展了后牛顿法和准圆形近似方法,分别推导两种常见磁场类型——偶极磁场和渐近均匀磁场的近日点位移。我们发现,使用后牛顿法处理磁场衰减速率快于或等于磁偶极子的情形时,磁场效应在近日点位移中出现的阶次与传统的引力漂移项(由时空自旋引起)相同。当 Lorentz 力为吸引性时,磁场可增强近日点位移;当 Lorentz 力为排斥性时,磁场可减弱近日点位移。当排斥性 Lorentz 力足够强时,近日点位移可变为负值。对于衰减速率较慢的磁场,准圆轨道的近日点位移对 Lorentz 力表现出更复杂的依赖:随着从零开始的吸引性 Lorentz 力增大,近日点位移首先增加,随后减小。然而,当 Lorentz 力为排斥性时,轨道会发展出局部螺旋环路,近日点位移趋于 。我们将偶极磁场的结果应用于对太阳周长日点位移以及对银河中心 Sgr A* 上的 S2 星的近日点位移,以约束中心的偶极矩以及轨道物体的电荷。
引用
@article{arxiv.2505.08412,
title = {Periapsis shift in magnetized stationary and axisymmetric spacetimes},
author = {Yuhan Zhou and Junji Jia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08412},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 5 figures;