致密天体引力场中的彩虹散射

我们通过启发式模型研究了平面波在致密天体（如中子星）弯曲时空中的弹性散射：一个标量场入射到半径为 $R$、质量为 $M$ 的球对称均匀密度星。当 $R < r_c$ 时，偏转函数在光环半径 $r_c = 3GM/c^2$ 处出现发散，导致螺旋散射（绕转）与后向辉光；而当 $R > r_c$ 时，偏转函数中则会出现一个驻点，从而产生焦散与彩虹散射。如同核彩虹散射一样，在类Rutherford截面上会出现Airy型振荡，随后伴随一个阴影区。我们证明，当 $R \sim 3.5 GM/c^2$ 时，彩虹角接近 $180^\circ$，因此会出现增强的后向散射与辉光。我们探讨了其对引力波天文学与暗物质模型可能产生的影响。