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黑洞周围暗物质分布中的近心点进动

广义相对论与量子宇宙学 2024-02-22 v2 星系天体物理

摘要

我们考虑了黑洞周围静态云中恒星束缚轨道的近心点进动。背景时空由被静态、球对称且自引力的有质量粒子系统包围的史瓦西黑洞构造而成,该系统满足所有标准能量条件,并在物理上模拟了非旋转黑洞周围暗物质的引力效应。利用恒星的近圆束缚轨道,我们得到了一个简单的进动率公式。该公式明确表明,进动率由来自传统广义相对论效应的正贡献(即顺行进动)和来自局部物质密度的负贡献(即逆行进动)共同决定。此类轨道的四个量(即轨道偏移角、径向振荡周期、红移以及映射到天球上的恒星位置)决定了背景模型函数的局域值。此外,我们不仅评估了若干特定模型中近圆束缚轨道的进动率,还模拟了若干大偏心率束缚轨道及其近心点进动。本精确模型表明,逆行进动并不意味着任何奇异的中心天体(如裸奇点或虫洞),而仅仅意味着恒星绕黑洞轨道上存在显著的物质能量密度。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.00202,
  title  = {Periapsis shifts in dark matter distribution around a black hole},
  author = {Takahisa Igata and Tomohiro Harada and Hiromi Saida and Yohsuke Takamori},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.00202},
  year   = {2024}
}

备注

30 pages, 7 figures; v2: added Tables, a few paragraphs in Introduction, and references, accepted for publication in the International Journal of Modern Physics D