Kerr 与 Kerr-Newman 黑洞的强引力透镜

我们研究了具有角动量 $a$ 的 Kerr 黑洞与具有附加电荷 $Q$ 的 Kerr-Newman 黑洞所产生的强引力透镜。我们首先推导了光线偏折角的解析表达式，这些光线在光子球附近传播时偏折角尤其发散。在此强偏折极限下，光线在到达观测者之前可绕黑洞多次环绕，从而产生相对论性像。随后将所得解析表达式应用于计算由超大质量星系黑洞产生的相对论性像的角位置与放大率。本工作中，我们聚焦于相对于光轴的最外层像。我们发现，对于直接轨道的光线，该像与最靠近光轴之像的角间距及放大率随黑洞角动量 $a$ 增大而增大。此外，黑洞电荷 $Q$ 的效应也增大了最外层像与其他像的角间距以及直接轨道与逆行轨道的放大率。我们将讨论黑洞角动量与电荷效应可能提升相对论性像可观测性的情况。