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用极端质量比旋进探测近区磁场

广义相对论与量子宇宙学 2026-07-07 v1

摘要

我们研究了弱近区磁场是否能在极端质量比旋进(EMRI)波形上留下可观测的印记。中心大质量黑洞由磁化的史瓦西或恩斯特解建模,次级致密天体被视为赤道圆测地线上的中性点粒子。我们计算了圆轨道量和最内稳定圆轨道的磁修正,然后使用混合的、源修正的Regge-Wheeler-Zerilli近似演化旋进,其中史瓦西波传播势保持固定,而源在磁化轨道上评估。对于一个基准系统,M=106MM=10^6M_\odotμ=10M\mu=10M_\odot,场强 B4×105M1B\simeq 4\times10^{-5}M^{-1},对应于 Bphys109GB_{\rm phys}\sim10^9\,{\rm G},产生约1.31.3弧度的年去相位,并达到采用的LISA噪声加权失配阈值。我们的结果表明,EMRI原则上可以探测极强的近区磁场,而大质量黑洞周围的普通磁环境可能太弱,无法在当前近似内产生可检测的效应。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.05909,
  title  = {Probing near-zone magnetic fields with extreme mass-ratio inspirals},
  author = {Jin-Lu Hu and Xin-Dong Du and Peng-Cheng Li and Tieguang Zi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05909},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 6 figures