从绝热旋近到坠入旋转黑洞的转变
广义相对论与量子宇宙学
2011-05-23 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
质量为 mu 的测试粒子在质量 M >> mu 的克尔黑洞的有界测地线上，会随着引力辐射从其轨道提取能量和角动量而缓慢旋近。当轨道周期远短于辐射能量的时间尺度时，这种旋近可被视为绝热的；当径向速度远小于方位角速度时，可被视为准圆的。尽管只要 mu << M，旋近就始终是绝热的，但当粒子趋近最内稳定圆轨道（ISCO）时，准圆近似便会失效。在本文中，我们放宽了准圆近似，并显式求解了 ISCO 附近的径向运动方程。我们利用测试粒子的四维速度保持适当归一化的要求，计算了其能量与角动量之差的一项新贡献。这一差值决定了黑洞在测试粒子并合后自旋如何变化，并可被外推以帮助预测有限质量比黑洞并合中所产生的最终黑洞的质量与自旋。我们的新贡献对于近极大自旋的黑洞尤为重要，因为它可能影响并合是否会产生裸奇点。
引用
@article{arxiv.1101.3749,
title = {Transition from adiabatic inspiral to plunge into a spinning black hole},
author = {Michael Kesden},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.3749},
year = {2011}
}
备注
9 pages, 6 figures, final version published in PRD with minor changes