极小耦合标量场引力中的光子面、阴影与吸积盘

在本文中，我们对由爱因斯坦引力中极小耦合标量场的两个近期得到的旋转几何所描述的黑洞模拟体之可能观测图像进行顺序研究。其中之一“类 Kerr”（KL）可视为旋转 Fisher-Janis-Newman-Winicour（FJNW）解的合理替代，另一（TSL）是 Tomimatsu-Sato 解的标量推广。与先前版本的旋转 FJNW 不同，这些解确实满足系统的运动方程。我们的研究包含对赤道圆轨道、光子区、引力阴影以及薄吸积盘辐射的解析与数值计算，针对物体的不同角动量与标量电荷取值。发现 TSL 解在所有有效参数值下都以高精度模拟 Kerr。Kerr 与 TSL 情形中阴影偏离圆的偏差最大差异不超过 1%，并落在 M87* 的实验观测数据范围内。然而，近极端物体的吸积盘观测外流光度峰值比 Kerr 黑洞小两倍。KL 解在小标量电荷取值时也无法被实验数据排除。随着标量电荷增大，光学性质剧烈改变。阴影可变为多连通、强扁率，且光子区不隐藏奇点，故应归类为强奇点。