黑洞双星中引力原子的共振史
广义相对论与量子宇宙学
2025-08-19 v4 高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
旋转黑洞可以产生超轻玻色子的超辐射云。当黑洞是双星系统的一部分时,其云层可以经历共振和电离。这些过程在引力波形上留下了取决于云层特性的独特印记。为了确定系统进入未来毫赫兹探测器频带时云层的状态,我们研究了旋近期间遇到的共振的时间顺序。我们首次一致地考虑了轨道反作用引起的非线性,并允许轨道具有任意的偏心率和倾角。我们发现共振现象表现出引人注目的新特征。共振可以在参数的临界阈值之上“开始”或“中断”,我们解析地计算了这些阈值,并引起了偏心率和倾角的剧烈变化。将这些结果应用于现实系统,我们发现了两种可能的结果。如果双星和云层足够接近反旋转,云层将以其原始状态存活,直到系统进入频带;否则,云层在大间距处的共振期间被破坏,但在偏心率和倾角上留下印记。在这两种情况下,我们都表征了观测特征,特别关注未来的引力波探测器。
引用
@article{arxiv.2403.03147,
title = {Resonant history of gravitational atoms in black hole binaries},
author = {Giovanni Maria Tomaselli and Thomas F. M. Spieksma and Gianfranco Bertone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03147},
year = {2025}
}
备注
37+9 pages, 16 figures. Fixed typos and some factors of $f(\varepsilon)$