中文

不可见黑洞的剪影

广义相对论与量子宇宙学 2020-08-31 v3 高能天体物理现象

摘要

在广义相对论中,孤立黑洞是不可见的,因为从事件视界传播到遥远观测者的光子有无限大的红移。然而,黑洞的暗阴影(剪影)可在被黑洞引力场透镜化的物质辐射背景上可见。黑洞阴影是黑洞光子俘获截面在天球上的投影。若照明背景远在黑洞之后(距离远大于事件视界半径),也可观测到最大尺寸的经典黑洞阴影。若同一黑洞由毗邻事件视界吸积盘的内区照明,则可观测到最小尺寸阴影。在此情形下,吸积黑洞的阴影是事件视界南半球或北半球的透镜化像,取决于黑洞自旋轴的取向。事件视界望远镜给出的超大质量黑洞 M87* 首张图像中可见事件视界南半球的暗剪影。吸积物质的亮度远高于通常以众多恒星或广延热气体云形式存在的天体物理静止背景的对应亮度。因此,在存在极明亮吸积物质时,观测到黑洞阴影是不大可能的。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.07695,
  title  = {Silhouettes of invisible black holes},
  author = {Vyacheslav I. Dokuchaev and Natalia O. Nazarova},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.07695},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 20 figures, published version