旋转Simpson–Visser黑洞的强引力透镜效应
摘要
我们研究了旋转Simpson-Visser黑洞的强场引力透镜，该黑洞除质量（M）和旋转参数（a）外还有一个附加参数（0≤l/2M≤1）。旋转Simpson-Visser度规对应于：（i）当l/2M=a/2M=0且M≠0时为Schwarzschild度规；（ii）当l/2M=0、|a/2M|<0.5且M≠0时为Kerr度规；（iii）当|a/2M|<0.5、M≠0且l/2M在0<l/2M<0.5+√(0.5²−(a/2M)²)范围内时为旋转规则黑洞度规；（iv）当|a/2M|>0.5且l/2M≠0时为可穿越虫洞。我们发现偏折角α_D以及第一像与所有其他像的通量比r_mag均减小。另一方面，角位置θ_1增长更慢，光子球半径x_m减小更快，而角分离s增长更快，其行为类似于Kerr黑洞。将该形式体系应用于讨论超大质量黑洞中的天体物理后果，发现旋转Simpson-Visser黑洞可通过引力透镜与Kerr黑洞区分。对于0<l/2M<0.6（a/2M=0.45），旋转Simpson Visser黑洞相对于Kerr黑洞的透镜观测量Δθ_1和Δs在超大质量黑洞Sgr A*和M87中分别处于0.0422–0.11658 μas和0.031709–0.08758 μas范围，而|Δr_mag|处于0.2037–0.95668范围。由于偏差处于O(μas)量级，难以区分这两类黑洞，当前EHT观测不太可能分辨。我们还通过聚焦靠近赤道面的轨迹，推导了强场极限下的二维透镜方程和偏折角公式。
引用
@article{arxiv.2104.00696,
title = {Strong gravitational lensing by rotating Simpson--Visser black holes},
author = {Shafqat Ul Islam and Jitendra Kumar and Sushant G. Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00696},
year = {2023}
}
备注
18 Pages, 11 Figures, 4 Tables, new section about non-equatorial lensing added, accepted for publication in JCAP