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通过 Newman-Janis 算法构造的具有标量毛发的旋转带电黑洞:吸积盘结构与阴影特征

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-04 v3

摘要

本文通过 Newman–Janis 算法(NJA)生成具有标量毛发的旋转带电黑洞,并研究其薄吸积盘和阴影。详细分析了事件视界和能层的结构,揭示了电荷参数 Q 和标量毛发参数 s 如何影响时空几何。我们分析了吸积盘的能量通量和温度分布,发现增大 Q 或 s 均会导致更高的能量通量和峰值温度。还考察了黑洞阴影,发现其视大小随 Q 或 s 的增大而单调减小。特别地,在近极端区域,阴影呈现出独特的尖状边缘,表明标量化带电时空中存在强烈的光线弯曲。通过将理论预测的阴影直径与事件视界望远镜(EHT)对 Sgr A* 的观测结果进行比较,我们推导出了模型参数的观测约束。对于 17° 和 90° 的倾角,联合分析将电荷参数约束为 0 < Q < 0.522745(固定 s = 0.1),将标量毛发参数约束为 0 < s < 0.283373(固定 Q = 0.3)。我们的结果表明标量毛发和电荷在吸积盘辐射和黑洞阴影上留下了印记,为检验广义相对论之外的引力理论提供了新的观测特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.01226,
  title  = {Rotating Charged Black Holes with Scalar Hair Constructed via the Newman-Janis Algorithm: Accretion Disk Structure and Shadow Characteristics},
  author = {Ziqiang Cai and Zhenglong Ban and Qi-Qi Liang and Haiyuan Feng and Zheng-Wen Long},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01226},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 9 figures