黑洞超辐射通过束缚轨道上的重复粒子产生形成环形结构

旋转黑洞周围的超轻矢量场可通过超辐射不稳定性提取能量和角动量，形成浓稠的云。我们研究包含两个标量场$\phi$和$\chi$的场景，其中包含耦合项$\frac{1}{2}\lambda\phi\chi^2$，这一模型灵感来自多轴模型。超轻标量$\phi$形成的云通过参数共振高效产生$\chi$粒子，具有较大的质量层级，$\mu_\chi \gg \mu_\phi$。与之前的研究不同，这些$\chi$粒子保持束缚，围绕黑洞运行。此外，粒子产生主要发生在云轮廓的峰值处，使$\chi$粒子在准圆形轨道上能够多次通过共振区域，从而导致累积性放大。这种选择性过程自然形成由$\chi$粒子构成的浓稠环，环与云的质量比由$(\mu_\phi/\mu_\chi)^2$决定。我们的发现揭示了一种通过参数共振生成束缚态粒子的新机制，这也影响了云的演化。该过程可通过其对二元动态及引力波特征的影响加以探测。