光子环的时空测量

我们探讨了在广泛的非 Kerr 时空中（包括 Kerr-Newman、Kerr-Sen、Kerr-Bardeen 和 Kerr-Hayward 度规）黑洞光子环的普遍对称性。消辐射指数($\gamma$)控制更高阶图像的大小和通量缩放，这些图像在光子环中出现，时间延迟($\tau$)决定它们出现的时机，旋转参数($\delta$)将它们在图像平面上的相对方向关联起来。我们的研究表明，这些临界参数对黑洞自转、广义电荷和观察者倾角的变化作出显著响应，确立它们作为时空几何的互补探针：$\gamma$ 主要受电荷和自转影响，$\tau$ 特别受倾角影响，尤其是接近极限的黑洞，$\delta$ 对自转高度敏感。值得注意的是，我们发现时间延迟为极端观察者提供了对阴影大小的独立约束，而旋转参数则实现了度规无关的自转测量。具体而言，对于 Kerr 黑洞，$\gamma$、$\tau$ 和 $\delta$ 在所有可能的倾角和自转条件下的总体变化分别为 <$20$10% 和 <$60$8%。未来的联合测量这些临界参数——以及黑洞阴影大小——将实现对时空结构的精确表征，包括自转、倾角和广义电荷的测量。