关于 Kerr-Newman 与 Ghosh 黑洞的球面轨道

我们对 Kerr-Newman 黑洞（带电黑洞）和 Ghosh 黑洞（非奇异黑洞）的球面轨道进行了全面研究。本文考虑轨道的虚空和时类情况。利用 Mino 形式化，可获得支配这些轨道的测地线的全部解析解。结果显示，黑洞视界外的所有球面光子轨道都是不稳定的。在这两种模型的极端情况下，我们获得{\it 飞轮}。电荷的存在使得轨道能够在逆向和顺向运动之间转换，其增加趋势于使轨道更接近赤道。另一方面，Ghosh 黑洞以规则核心且在某些条件下缺乏视界为特征，表现出在所谓的{\it 无视界}条件下可观测的稳定球面轨道的可能性。随着 Ghosh 参数 $k$ 的增大，轨迹倾向于表现出更大的纬度振荡幅度。我们观察到随着 Ghosh 参数 $k$ 的增大，轨迹倾向于具有更大的纬度振荡幅度。最后，我们研究{\it 最内层稳定球面轨道} (ISSO) 的存在性。两种黑洞都显示出 ISSO 半径随 Carter 常数 $\mathcal{C}$ 呈现两个分支的特征。然而，两者的行为存在显著差异：在 Kerr-Newman 黑洞的情况下，分支在临界值处相遇，此后不存在 ISSO；而对于 Ghosh 黑洞，度规函数的超越性质导致分支在某些有限距离处变为复数。