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Einstein-bumblebee引力中类Kerr黑洞的超辐射不稳定性

广义相对论与量子宇宙学 2021-12-15 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 理论

摘要

近期在Lorentz对称性自发破缺的Einstein-bumblebee引力模型中,得到了一个精确的类Kerr解。本文中,我们研究了类Kerr黑洞在质量标量场扰动下的超辐射不稳定性。我们发现Lorentz破缺参数LL不影响超辐射区域或束缚态区域。然而,由于LL出现在度规中且其效应无法通过重新定义旋转参数a~=1+La\tilde{a}=\sqrt{1+L}a来消除,它确实影响了束缚态谱与超辐射。我们通过连分数法计算了束缚态谱,并展示了LL对最大结合能与阻尼率的影响。由于超辐射条件与束缚态条件可同时满足,超辐射不稳定性可能发生。与Kerr黑洞相比,该黑洞的超辐射不稳定性的性质不仅非单调地依赖于黑洞的旋转参数a~\tilde{a}以及黑洞质量MM与场质量μ\mu的乘积,还依赖于Lorentz破缺参数LL。通过蒙特卡罗方法,我们发现对于l=m=1l=m=1态,最不稳定模式出现在L=0.79637L=-0.79637a~/M=0.99884\tilde{a}/M=0.99884Mμ=0.43920M\mu=0.43920处,其场的最大增长率为ωIM=1.676×106\omega_{I}M=1.676\times10^{-6},约为Kerr黑洞中的10倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.04702,
  title  = {Superradiant instability of the Kerr-like black hole in Einstein-bumblebee gravity},
  author = {Rui Jiang and Rui-Hui Lin and Xiang-Hua Zhai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.04702},
  year   = {2021}
}

备注

18 pages, 3 figures, 1 table, version accepted for publication in Physical Review D