Test particle motion along equatorial circular orbits in the revisited Kerr-de Sitter spacetime
该研究分析再审视的Kerr-de Sitter时空中试验粒子的赤道圆轨道运动及本轮运动，推导相关物理量关系、轨道存在与稳定判及时空参数限制，并与标准Kerr-de Sitter几何结果对比。
2023-10-06 gr-qc
Tidal Dynamics in Kerr Spacetime
本文研究了自由邻近试验粒子相对于稳定赤道测地圆轨道的运动。结果表明，在这种情况下，非线性广义Jacobi方程可以转化为自治形式。研究了临界流速c/sqrt（2）以上的潮汐动力学。特别地，我们证明了从平行于或反平行于克尔旋转轴的圆形轨道垂直发射的自由测试粒子，如果其初始相对速度超过c/sqrt（2），则被潮汐加速。简要地提到了我们的结果在高能天体物理学中的可能应用。
2006-04-20 astro-ph gr-qc
Kerr-Sen-Taub-NUT spacetime and circular geodesics
在杂化弦论的低能极限下，我们给出了一个服从经典运动方程的新解。该解表示一个带有电荷和重力磁矩的旋转质量。讨论了相应的守恒电荷。我们还研究了试验体在时空中的圆赤道运动。
2020-05-23 gr-qc
Stability of circular geodesics in equatorial plane of Kerr spacetime
利用李雅普诺夫稳定性分析方法，研究了具有旋转参数的Kerr BH时空在赤道面上的类时圆测地线和零测地线的稳定性。此外，我们验证了稳定性的结果，提出了拟时和零测地线的相图。此外，通过回顾Kosambi-Cartan-Chern（KCC）理论，我们分析了克尔时空的Jacobi稳定性，并对测地线的稳定性分析方法进行了比较研究。
2022-04-23 gr-qc
Gravitational self-force corrections to gyroscope precession along circular orbits in the Kerr spacetime
我们推广到克尔时空以前的引力自作用力的结果陀螺仪进动沿圆轨道的史瓦西时空。特别地，我们给出了对任意Kerr自旋参数有效的规范不变旋进函数沿圆测地线的高阶后牛顿展开式，并表明这些结果与完全后牛顿保守动力学的结果一致。最后，我们提出了强场数值数据的克尔自旋参数的范围内，GSF-PN的结果，和预期的轻发散行为的协议。这些结果为Kerr时空中的自力计算提供了有用的测试基准，并为有效单体模型中自力数据转化为自旋-自旋耦合提供了一条途径。
2018-09-07 gr-qc
Tilted Circular Orbits around a Kerr Black Hole
本文研究克尔黑洞周围倾斜圆轨道的参数方程、倾斜最内稳定圆轨道与最后圆轨道，给出方位角进动速度近似表达式，并探讨其与黑洞系统准周期振荡的可能联系。
2023-12-20 gr-qc
Tidal Interaction between a Fluid Star and a Kerr Black Hole in Circular Orbit
本文半解析地研究了含流体星（质量为$m$，半径为$R_0$）和Kerr黑洞（质量为$M$）的圆轨道密近双星系统的平衡模型。我们考虑的极限$M\gg m$时空描述的克尔度规。潮汐变形星近似为椭球体，满足多方状态方程。该模型还包括在恒星内部的流体运动，允许非同步恒星自旋的二进制模型（如预期的合并中子星-黑洞二进制）被构建。潮汐破裂发生在轨道半径$r_{\rm tide}\sim R_0(M/m)^{1/3}$处，但无量纲比$\hat r_{\rm tide}=r_{\rm tide}/[R_0(M/m)^{1/3}]$取决于黑洞的自旋参数以及恒星的状态方程和内部旋转。我们发现，广义相对论潮汐场破坏恒星在一个更大的$\hat r_{\rm tide}$比牛顿潮;差异是特别突出的，如果中断发生在附近的黑洞的地平线。一般来说，克尔黑洞的$\hat r_{\rm tide}$比史瓦西黑洞的小。我们将结果应用于合并的黑洞-中子星和黑洞-白矮星双星。潮汐扰动极限对于表征预期的引力波信号是重要的，并且对于确定可能由这种扰动导致的伽马射线暴的能量学是相关的。
1999-12-27 astro-ph gr-qc
Debye superpotential for charged rings or circular currents on Kerr black hole
本文给出了圆源的德拜超势的一个显式的、封闭的、紧致的表达式。该超势是通过对Teukolsky主方程（TME）的格林函数积分得到的。然后，对于特定的配置，德拜势本身以与从TME的格林函数计算$ϕ_0$场分量相同的方式计算-通过格林函数与源的卷积。这样，我们提供了一个精确的领域的带电环和圆形电流的克尔背景，从而完成了工作的Linet。
2022-11-09 gr-qc
Spin precession along circular orbits in the Kerr spacetime: the Frenet-Serret description
在自旋张量分量沿轨道变化的情况下，研究了自旋大质量试验粒子在旋转黑洞赤道面上的圆周运动。
2014-08-19 gr-qc
Separability of the Hamilton-Jacobi equation and equatorial circular photon orbit in Kerr-Sen-Taub-NUT spacetime
本文给出了Hamilton-Jacobi方程的加性分离，给出了测试粒子的4-速度，并试图在杂化弦论低能极限的Kerr-Sen-Taub-NUT（Kerrmann）解中找到赤道圆光子轨道（ECPO）.在试图寻找ECPO的过程中，我们遇到了一个可能在Kubert黑洞视界之外的环形奇点。
2022-01-11 gr-qc
The evolution of circular, non-equatorial orbits of Kerr black holes due to gravitational-wave emission
当前引力理论研究的一个主要焦点是理解辐射反应如何驱动双星系统的演化，特别是在极端质量比极限下。这类研究与天基探测器（如激光干涉仪）的引力波源直接相关。我们在这里提出了一个研究的辐射演变的圆形（即，常数Boyer-Lindquist坐标半径），非赤道Kerr黑洞轨道。最近的定理表明，至少在绝热演化中，这样的轨道从一种圆形构型演化到另一种构型，只改变它们的半径和倾角。这限制了系统的演化，使得卡特常数的变化可以从引力波通量传播到无穷远并沿着黑洞视界向下的知识中推导出来。因此，在该特定情况下，不需要局部辐射反作用力。根据后牛顿弱场的预测，我们发现倾斜轨道辐射演化到更大的倾角（尽管后牛顿预测高估了这种演变在强场中的一个因素$\lesssim 3$）。我们还发现，这些轨道发射的引力波形是相当复杂的，特别是当洞是快速旋转，因为辐射的轨道频率的许多谐波的影响。
2001-01-05 astro-ph gr-qc
Equatorial circular motion in a Kerr-like spacetime
本文利用含质量四极矩微扰的类克尔度规，研究了旋转致密天体周围光子和粒子的赤道圆周运动，分析了形变对光子球与最内稳定圆轨道的影响，并与哈特尔-索恩时空结果进行了比较。
2024-04-30 gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for particles on circular orbits in a Kerr spacetime
我们推广到Kerr时空中现有的粒子围绕Schwarzschild黑洞沿圆形轨道运动的潮汐不变量的自作用力结果。我们得到线性质量比校正的二次和三次电型不变量和二次磁型不变量的系列旋转参数到四阶。然后，我们构建的电力和磁潮汐张量的本征值和分析计算它们通过高后牛顿订单。
2018-06-22 gr-qc
Inner-most stable circular orbits in extremal and non-extremal Kerr-Taub-NUT spacetimes
我们研究因果测地线在赤道平面的极端克尔-陶布-NUT时空，专注于最内稳定圆轨道（ISCO），并比较其行为与现有的结果ISCO在极端克尔时空。直接ISCO的半径、开普勒频率和自转速度的计算表明，在极端情况下，ISCO与视界重合。我们还研究了强{ \it non}-极值极限中的测地线，即，在克尔参数消失的极限（即，对于Taub-NUT和无质量的Taub-NUT时空作为这个时空的特殊情况）。结果表明，在Taub-NUT时空中，直接ISCO的半径随着NUT荷的增加而增加。作为推论，证明了在无质量NUT时空中，类时测地线不存在稳定的圆轨道。
2014-01-29 gr-qc
A complete characterisation of the orbital shapes of the non-circular Kerr geodesic solutions with circular orbit constants of motion
本文完整刻画了克尔时空中具有圆轨道运动常数但非圆形的测地线轨道，给出五类落入奇点和三类逃逸或束缚的精确解析解，并分析了相应的光子螺旋轨道。
2023-02-02 gr-qc
Innermost stable circular orbits of a Kerr-like Metric with Quadrupole
在四极矩近似的类克尔时空中，得到了试验粒子的最内层稳定圆轨道方程。用欧拉-拉格朗日方法导出了径向坐标下的有效势。这个方程可以用来用观测方法测量质量四极矩，因为从这个方程可以得到四极矩的二次多项式，正如所料，这个方程的极限情况是已知的Kerr和Schwarzschild情况。
2017-07-26 astro-ph.CO gr-qc
Lyapunov exponent ISCO and Kolmogorov Senai entropy for Kerr Kiselev black hole
测地线运动具有显著的时空特征。我们计算的原则李雅普诺夫指数（LE），这是与测地线和Kolmogorov-Senai（KS）熵与我们的旋转Kerr-Kiselev（KK）黑洞的不稳定性时标的倒数。利用LE熵和KS熵研究了类时圆测地线和零圆测地线的稳定/不稳定赤道圆轨道的存在性。我们证明了LE熵和KS熵都可以用类时圆轨道的最内层稳定圆轨道径向方程（ISCO）表示。此外，我们计算了方程边际约束圆轨道，它给出了半径（最小实根）边际约束圆轨道（MBCO）。我们发现零圆测地线比类时圆测地线（$Q_o > Q_σ$）具有更大的角频率。因此，零圆测地线提供了使KK黑洞循环的最快方法。此外，还应注意，零圆测地线在所有可能的圆测地线中具有最短的轨道周期$(T_{photon}< T_{ISCO})$。即使是零圆测地线也比ISCO以外的任何稳定的类时圆测地线穿越得最快。
2021-02-03 gr-qc
Stability under radiation reaction of circular equatorial orbits around Kerr black holes
研究了在引力辐射作用下，Kerr黑洞周围点粒子的微偏心赤道轨道的演化。我们的方法涉及数值积分的Sasaki-Nakamura方程。结果发现，这种轨道的偏心率减少，在整个大部分的螺旋，直到不久之前的最内稳定的圆形轨道（ISCO），当达到一个临界半径$r_{\text{crit}}$，超过该螺旋轨道的偏心率增加。结果表明，在这最后（离心率增加）阶段的螺旋剩余的轨道数是一个数量级少的快速旋转的黑洞周围的逆轨道比逆行轨道。在自旋参数为$a=1$的克尔黑洞的极端极限中，这个临界半径下降到黑洞的“咽喉”。
1998-05-29 gr-qc
Circular geodesics in Kerr-Newman-Kasuya black hole
本文讨论了Kerr-Newman-Kasuya黑洞周围的能域、视界和圆测地线的特征。我们研究了自旋和双子电荷参数对该黑洞的能区、事件视界和静态极限面的影响。我们观察到电荷和磁荷参数都使事件视界和静态极限的半径减小，而能区的面积增大。所得结果与Kerr和Schwarzschild黑洞的结果进行了比较。此外，我们还计算了圆零测地线的光子轨道，并研究了粒子在各能区内的角速度。
2020-12-05 gr-qc hep-th
Inspirals from the innermost stable circular orbit of Kerr black holes: Exact solutions and universal radial flow
给出了从Kerr黑洞最内层稳定圆轨道（ISCO）向内螺旋运动的测试粒子轨道的精确解。我们的结果对Kerr度规的角动量$a$ -参数的任何允许值都是有效的。这些解决方案具有相当大的物理意义。特别是，这些轨道的径向4-速度是非常简单的，并与其ISCO值的径向坐标，普遍的形式，否则完全独立于黑洞的自旋。
2022-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Spinning test-body orbiting around a Kerr black hole: circular dynamics and gravitational-wave fluxes
在最近的一项工作中，[Phys. Rev. D. 94，104010（2016）]，以下为论文I，我们数值研究了围绕史瓦西黑洞作圆周运动的自旋粒子动力学的不同处方。在目前的工作中，我们继续这条调查线的旋转克尔黑洞。考虑了Tulczyjew SSC、Pirani SSC和Ohashi-Kyrian-Semerak SSC三种不同的自旋补充条件下的Mathisson-Papapetrou形式，并根据ISCO位移和频率参数${x \equiv (M Ω)^{2/3}}$（$Ω$为轨道频率，$M$为Kerr黑洞质量）分析了不同的圆动力学.然后，我们数值求解了非齐次$(2+1)D$ Teukolsky方程，比较了三种情况下的渐近引力波通量。我们在论文I中对史瓦西极限的中心观察被发现适用于克尔背景：对于小频率参数，三个SSC减少到相同的圆形动力学和相同的辐射通量，但随着$x$接近ISCO而产生差异。对于正的克尔参数$a=0.9$，能量通量在$0.2\%$不确定度内相互一致，直到$x<0.14$，而对于$a=-0.9$，这种一致性水平保持到$x<0.1$。然而，对于大频率（$x \gtrsim 0.1$），Kerr黑洞和自旋体的自旋耦合导致了圆轨道参数和通量的显著差异，特别是对于$a=-0.9$的情况。相反，在ISCO的研究中，与正克尔参数$a=0.9$相比，负克尔参数$a=-0.9$导致较少的…
2017-07-24 gr-qc
Innermost stable circular orbit of Kerr-Bertotti-Robinson black holes and inspirals from it: Exact solutions
本文给出Kerr-Bertotti-Robinson时空中测试粒子的两类精确轨道解：最内层稳定圆轨道半径用视界半径表达（与Kerr黑洞同形式），以及从该轨道旋进的闭合解析解，为未来天体物理应用奠定基础。
2025-08-14 astro-ph.GA gr-qc
Perturbation Method for Classical Spinning Particle Motion: I. Kerr Space-Time
本文根据Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）运动方程，给出了经典自旋粒子动力学的解析微扰方法，并直接应用于Kerr黑洞的圆周运动.形式主义是建立在幂级数展开相对于粒子的自旋幅度，其中粒子的运动学和动力学程度表示在一个完全一般的形式，可以构建到无限阶的扩展参数。它进一步表明，粒子的平方质量和自旋幅度可以移动由于辐射校正，从自旋曲率耦合产生的经典模拟。明确的表达式确定的情况下，圆周运动附近的事件视界克尔黑洞，其中的质量和自旋位移的贡献是依赖于粒子的自旋取向的初始条件。由于自旋-曲率相互作用的克尔背景中的轨道运动的稳定性性质的初步分析进行了探讨和简要讨论。
2008-10-07 astro-ph gr-qc
Evolution of circular, non-equatorial orbits of Kerr black holes due to gravitational-wave emission: II. Inspiral trajectories and gravitational waveforms
一个“小”（$μ\sim 1-100 M_\odot$）致密体螺旋进入一个“大”（$M \sim 10^{5-7} M_\odot$）黑洞是空间引力波天文台LISA的一个关键引力辐射源。来自这种螺旋的波将探测克尔度规的极端强场性质。在本文中，我调查的一个有限的家庭，这样的inspirals（圆的，倾斜的轨道的inspiral）的性质，着眼于了解可观察到的引力波，他们产生的属性。使用先前提出的结果来计算辐射反应的影响，我组装的inspiral轨迹（假设辐射的反应，使在短时间尺度的轨迹近似测地线）和计算产生的波作为紧凑的身体螺旋。我对几个黑洞的自旋进行了分析，采样范围应该表明我们在自然界中会遇到什么样的自旋。自旋对波形有很大的影响。特别是当黑洞旋转非常快时，旋进体与事件视界之间的潮汐耦合对旋进时间尺度有很强的影响，进而对引力波定相有很大的影响。引力波本身被非常有效地描述为"多声啁啾“：波是”啁啾“的总和，每个啁啾对应于基本轨道频率的不同谐波。每个声音都有一个相当简单的阶段演变。逐个语音地搜索极端质量比吸气可能比一次搜索全部求和波形更有效。
2001-05-24 astro-ph gr-qc
Innermost Stable Circular Orbits of a Kerr-like Metric with Quadrupole
本文研究了结合Kerr与Erez-Rosen度规的类Kerr时空的最内稳定圆轨道，通过有效势推导出可用于观测测量质量四极矩的二次多项式方程，其极限情况对应Kerr和Schwarzschild时空。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: inclined circular orbits
精确地模拟天体物理学的极端质量比数列需要计算克尔时空中轨道的引力自作用力。必要的计算技术通常非常复杂，因此，为了建立特定的计算方法，经常开发玩具标量场模型。为此，我提出了一个计算的标量场自作用力的粒子运动的（固定）倾斜的圆形测地线的背景克尔黑洞。我在频域中进行计算，并演示如何将模态和正则化过程应用于所有四个分量的自作用力。我提出了一些强场轨道的结果，可作为基准新兴的自作用力计算技术在克尔时空。
2015-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of a circular disformal Kerr black hole beyond GR
University of South China（南华大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangzhou University（扬州大学）
研究圆盘不等式克尔黑洞在广义相对论之外的阴影特性，揭示其形状和对称性变化规律。
2026-01-05 gr-qc
Modeling the horizon-absorbed gravitational flux for equatorial-circular orbits in Kerr spacetime
本文提出了一个改进的克尔黑洞赤道面圆轨道小天体视界吸收引力波能流的解析模型。后牛顿（PN）理论通过轨道频率中的泰勒展开提供了吸收通量的多极分量的分析描述。在以前工作的基础上，我们构造了一个模式的模式分解的吸收通量的泰勒展开同意目前的PN结果。这种因式分解的形式显着提高了与频域Teukolsky代码，通过一系列的圆形轨道的光子轨道的演变得到的数值结果的协议。我们执行的模型和数值数据之间的比较无量纲克尔自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$和频率高达光环的克尔黑洞。我们提出的模型强制在轨道频率等于地平线的频率，如微扰理论所预测的通量中存在零。它还再现了光环附近通量的预期发散。泰勒展开的PN通量都没有捕获到这些特征。我们提出的吸收通量也有助于改进小质量比二元系统的螺旋、合并和衰荡模型。
2013-05-09 gr-qc
Extreme mass-ratio inspirals as probes of scalar fields: inclined circular orbits around Kerr black holes
本研究围绕 Kerr 黑洞周围倾斜圆轨道上的极端质量比旋进，评估 LISA 探测次级天体所携标量场的能力，发现其信号强度依赖轨道倾角且在顺行轨道上显著更大。
2024-01-17 gr-qc
Parameterized Non-circular Deviation from the Kerr Paradigm and Its Observational Signatures: Extreme Mass Ratio Inspirals and Lense-Thirring Effect
本文构造了一个保留Kerr其他对称性但引入小参数化非圆周偏离的一般度规，并通过分析极端质量比旋近和Lense-Thirring进动，展示了未来LISA引力波观测探测和约束该偏离的潜力。
2024-06-09 gr-qc hep-th
Extended bodies with spin induced quadrupoles on circular equatorial orbits in Kerr spacetime
本文研究Kerr时空中自旋诱导四极矩的扩展测试体在圆赤道轨道上的运动，基于MPD方程，采用两种自旋补充条件，给出了轨道频率并建立了四速度-四动量关系。
2023-06-20 gr-qc
ISCO, Lyapunov exponent and Kolmogorov-Sinai entropy for Kerr-Newman Black hole
计算了Kerr-Newman黑洞时空的主李雅普诺夫指数和Kolmogorov-Sinai（KS）熵，并利用这些指数研究了赤道圆测地线的稳定性和不稳定性.我们还证明了类时圆测地线的主李雅普诺夫指数和KS熵可以用最内层稳定圆轨道的径向方程来表示。另一方面，我们研究了在所有可能的围绕中心黑洞的圆测地线中，类时圆测地线比零圆测地线（光子球）具有最长的轨道周期，即T_{timelike} > T_{photon}。因此，类时圆测地线提供了绕克尔-纽曼黑洞旋转的最慢方式。事实上，任何稳定的类时圆测地线都比零圆测地线慢。
2012-12-23 gr-qc math-ph math.MP
Stable circular orbits of spinning test particles around accelerating Kerr black hole
研究了自旋测试粒子在赤道面上围绕加速Kerr黑洞的稳定圆轨道。为此，我们首先计算运动方程，并分析粒子的参数空间。研究了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋试验粒子在最内层稳定圆轨道上的守恒角动量、守恒能量和半径的影响。我们发现粒子的自旋对轨道参数的影响几乎是线性的，而黑洞的加速度对这些参数的影响是非线性的。我们还探讨了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋粒子在近稳定圆轨道上的近星点位移的影响。
2020-04-26 gr-qc hep-th
Generalized pseudo-Newtonian potential for studying accretion disk dynamics in off-equatorial planes around rotating black holes: Description of a vector potential
本文提出了一种研究克尔黑洞吸积盘的伪牛顿矢量势。该势对于研究不局限于赤道面的圆盘的内部性质是有用的，因为在赤道面内，广义相对论效应是必不可少的。因此，我们通过从一般克尔时空导出的伪牛顿势，将度规在内径处的基本性质结合起来。该势再现了广义相对论的大部分显著特征，适用于克尔参数的整个区域。它完全再现了克尔几何中的最后稳定圆轨道。在轨道倾角为30 °时，最大误差分别为~7%和~15%。
2007-06-15 astro-ph gr-qc
Energy Extraction From the Kerr-Bertotti-Robinson Black Hole via Magnetic Reconnection under Circular Plasma and Plunging Plasma
本文研究浸没在均匀磁场中的Kerr-Bertotti-Robinson黑洞在圆轨道区域和落入区域通过磁重联提取能量的过程，发现磁场阻碍能量提取，其提取能力介于Kerr黑洞与Kerr-Melvin黑洞之间，且落入区域功率更强。
2025-08-19 gr-qc hep-th
Numerical Radiation Reaction for a Scalar Charge in Kerr Circular Orbit
我们数值计算了克尔时空中运动在圆形测地线赤道轨道上的标量荷的自作用力的耗散部分。通过分离变量计算标量场方程的解，并将其表示为径向模式和角模式的模式和。力的计算有两种方法：一种是直接的，瞬时力的计算，使用半延迟-减半先进的领域，和间接的方法，使用能量和角动量通量在地平线上和无穷远来推断力。我们能够数值和分析表明，每模式的力是相同的两种方法。为了加强边界条件（进入辐射在地平线上，在无穷远的延迟的解决方案的辐射）的数值解的径向方程匹配的渐近展开的领域在边界上。渐近展开式中系数的递推关系在附录中给出。
2005-02-28 gr-qc
Homoclinic Orbits around Spinning Black Holes I: Exact Solution for the Kerr Separatrix
在引力辐射的耗散作用下，黑洞双星将从螺旋转变为暴跌。结合轨道和俯冲轨道之间的分界线在过渡中具有显著的特征。对于赤道克尔轨道，我们表明，分界线是一个同宿轨道在一对一的对应关系，一个能量绑定，不稳定的圆形轨道。在提供了同宿轨道的定义，我们利用它们的对应关系与圆形轨道，并推导出精确的解决方案。本文重点讨论物理空间中的同宿行为，而在配套文件中，我们画的互补相空间的肖像。克尔分界线的精确结果可能是有用的解析或数值研究的过渡从螺旋陷入。
2008-11-24 astro-ph gr-qc nlin.SI
Electromagnetic self-force on a charged particle on Kerr spacetime: equatorial circular orbits
本文计算了旋转黑洞赤道面上圆测地线轨道上带电粒子的自作用力。通过直接计算，我们证明了耗散自引力与辐射到无穷远并穿过黑洞视界的通量之和是平衡的。发现Prograde轨道刺激黑洞超辐射，但我们确认，浮动轨道的条件不能满足。我们计算的保守分量的自作用力的应用程序的模式和正则化方法，我们提出了一个选择的数值结果。通过数值拟合，我们提取了后牛顿展开式的首阶系数。计算了Kerr时空最内层稳定圆轨道上的自作用力，并对电磁自作用力和引力自作用力进行了比较。
2020-08-28 gr-qc hep-th
A Circular Disformal Kerr Black Hole
Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics（阿诺德·索末菲理论物理中心）；Univ de Lyon, ENS de Lyon, Laboratoire de Physique, CNRS UMR 5672（里昂大学，里昂高等师范学校，物理实验室，法国国家科学研究中心）；Sede Esmeralda, Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学埃斯梅拉达校区）
本文提出了一种新的精确旋转黑洞解，通过反常变换保留凯尔几何特性，为研究修改引力中的类似凯尔黑洞现象提供了理论工具。
2026-01-10 gr-qc hep-th
Highly relativistic circular orbits of spinning particle in the Kerr field
考虑了Kerr背景下的Mathisson-Papapetrou方程。研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性平面圆轨道的存在区域以及粒子的洛伦兹$γ$因子与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的高度相对论性圆轨道相反，自旋粒子的相应轨道在更宽的空间区域内是允许的。这些轨道中的一些显示了自旋-引力耦合对粒子的显著吸引作用，而另一些则是由显著排斥作用引起的。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。
2013-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Equatorial circular motion in Kerr spacetime
分析了中心质量旋转时，其引力场由Kerr时空描述时，其赤道面上的测试粒子圆轨道的性质。对于旋转的黑洞和裸奇点，我们探索所有的空间区域，圆形轨道可以存在，并分析相应的测试粒子的能量和角动量的行为。特别是，我们发现所有的半径，在该半径处的测试粒子可以有零角动量由于排斥引力效应产生的裸奇点。对圆轨道的稳定区进行了分类。结果表明，黑洞稳定区的几何结构与裸奇点完全不同。
2011-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Lower bound on the radii of circular orbits in the extremal Kerr black-hole spacetime
该研究基于 Thorne 环圈猜想，论证极端 Kerr 黑洞近视界同向圆轨道不能无限逼近视界，而应满足与黑洞—粒子质量比相关的非平凡半径下界。
2025-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
EMRI corrections to the angular velocity and redshift factor of a mass in circular orbit about a Kerr black hole
这是第一个两篇论文计算的自作用力在辐射规范的粒子运动在圆形，赤道轨道约克尔黑洞。在EMRI（extreme-mass-ratio inspiral）框架下，利用模和重整化方法，计算了螺旋对称规范矢量产生的规范变换下规范不变的$h_{αβ}u^αu^β$量的重整化值，并在重整化红移固定的情况下，得到了粒子角速度的相关阶$\frak{m}$修正（以及在固定角速度的情况下粒子的红移）.扰动度规的辐射部分是由从Weyl标量通过代数反演\cite{sf2}提取的Hertz势构造的。然后，我们将自旋加权球谐函数写为自旋加权球谐函数的和，并使用模式和重整化通过将$L=\ell+1/2$中的一系列与$H := \frac12 h_{αβ}u^αu^β$的表达式的大- $L$行为匹配来找到重整化系数。与质量和角动量的变化相关的扰动度规的非辐射部分在克尔规范中计算。
2012-09-26 gr-qc
Kerr black holes as circular polarizers
national Dong Hwa University（东华大学）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）
克尔黑洞通过其独特的性质，能够将不同偏振的光束分离，从而在回转透镜观测中提供重要的偏振信息。
2025-11-27 astro-ph.GA gr-qc
Chaotic Motion of Charged Particles around a Weakly Magnetized Kerr-Newman Black Hole
本文考虑带电粒子围绕弱磁化Kerr-Newman黑洞运动的情形。我们首先研究了它的圆周运动，详细分析了它在最内层稳定圆轨道（ISCO）中的运动。然后，一个粒子的动力学，踢出的圆形轨道，也进行了探讨。最终的状态可以被描述为三种不同的类型：束缚运动，被黑洞捕获或逃逸到空间无限远。给出了各自的运动轨迹，这些运动轨迹主要取决于踢后粒子的能量和初始条件，其中我们用吸引盆来表示不同初始条件和终态之间的关系。
2018-06-24 gr-qc
Energy extraction from the accelerating Kerr black hole via magnetic reconnection in the plunging region and circular orbit region
本研究基于磁重联机制，探究加速克尔黑洞落入区与圆轨道区的能量提取规律，明确了加速度参数、重联位置、极端状态对提取效率与区域的影响，验证了落入区效率更高的结论。
2025-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Nodal and Periastron Precession of Inclined Orbits in the Field of a Rotating Black Hole
低偏心率轨道的倾角显着影响的轨道参数，特别是开普勒，节岁差，和近星点旋转频率，这是解释在可观测量方面。对于Kerr场中低偏心率轨道的节进和近星点旋转频率，我们导出了在任意轨道倾角和任意径向坐标下Kerr参数的Taylor展开式.粒子的半径，能量和角动量的边缘稳定的圆形轨道的克尔参数$j$和参数$s$的函数计算在$j$的$O[j^6]$内的泰勒展开的形式。通过对数值结果的分析，我们给出了在Kerr参数的整个变化范围内，在不同的$s$上的边缘稳定圆轨道的节进频率的紧致近似公式.
2001-11-02 astro-ph gr-qc
Circular orbits in Kerr-Taub-NUT spacetime and their implications for accreting black holes and naked singularities
最近有人提出，吸积坍缩天体GRO J1655- 40可能包含一个非零的重力磁引力，因此可以用更一般的Kerr-Taub-NUT（KTN）时空来描述，而不是Kerr时空。这使得KTN时空与天体物理学相关。本文研究了KTN时空中各种圆轨道的性质，找到了圆光子轨道（CPO）和最内稳定圆轨道（ISCO）的位置。这样的轨道对于解释所观测到的吸积坍缩天体的X射线光谱和时间特性非常重要，即，黑洞和裸奇点。在这里，我们表明，通常的方法来找到ISCO半径不工作的某些情况下，在KTN时空，我们提出了替代方法。例如，ISCO方程对于KTN裸奇点的Kerr和NUT参数值的特定组合不给出任何正实半径解。在这种情况下，吸积效率通常在半径为$r=r_0$的特定轨道上达到$100\%$，因此，出于实用目的，我们选择$r=r_0$作为“ISCO”。
2019-05-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Periapsis and gravitomagnetic precessions of stellar orbits in Kerr and Kerr-de Sitter black hole spacetimes
导出了测试粒子在非球形极轨道上绕Kerr黑洞运动的精确解。精确的新的表达式帧拖动（透镜Thirring效应），近心点的进步和轨道周期。所得公式分别用Appell第一超几何函数$F_1$、Jacobi振幅函数、Appell $F_1$和Gau $ß$超几何函数表示。在假设银河系中心为Kerr黑洞的条件下，利用标架拖曳的精确表达式计算了银河系中心弧秒内S星轨道的Lense-Thirring效应，得到了Kerr参数的各种值，包括最近的观测结果。此外，我们将我们的解决方案的计算框架拖动和近心点推进恒星非球形极轨道的强引力场区域接近银河系黑洞的事件视界，例如，在我们的银河系中央毫弧秒的轨道。这种轨道是重力实验的目标。我们提供了轨道周期在100分钟至54天范围内的例子。对此类恒星轨道的探测将使在广义相对论的强场领域高精度测量近心点推进的相对论效应成为可能。进一步给出了一个测试粒子绕Kerr黑洞作非圆赤道运动的轨道周期的精确表达式。我们还推导出了在宇宙学常数存在的情况下，在Kerr场中的一个非圆形赤道运动的测试粒子的近心点推进和轨道周期的精确表达式的Lauricella的第四超几何函数$F_D$。
2007-03-29 astro-ph gr-qc
A note on circular geodesics in the equatorial plane of an extreme Kerr-Newman black hole
我们研究的行为圆形测地线描述轨道的中性测试粒子周围的极端克尔-纽曼黑洞。众所周知，极端Kerr黑洞的外光子轨道$r=r_{\rm ph}$、边缘束缚轨道$r=r_{\rm mb}$和最内稳定轨道$r=r_{\rm ms}$的径向Boyer-Lindquist坐标都与事件视界值$r=r_+$相吻合。我们发现，对于质量为$M$，角动量为$J$，电荷为$Q=\pm\sqrt{M^2-J^2/M^2}$的极端Kerr-Newman黑洞（$|J|\le M^2$），坐标等式$r_{\rm ph}=r_+$，$r_{\rm mb}=r_+$和$r_{\rm ms}=r_+$成立当且仅当$|J|$分别大于或等于$M^2/2$，$M^2/\sqrt{3}$和$M^2/\sqrt{2}$.
2015-05-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Comparing effective-one-body and Mathisson-Papapetrou-Dixon results for a spinning test particle on circular equatorial orbits around a Kerr black hole
本文比较了旋转黑洞赤道圆轨道上自旋测试粒子的MPD形式与EOB哈密顿量，发现两者在Schwarzschild背景下通量无差异，而在Kerr背景下大正自旋时差异最大，为改进EOB辐射反应提供了基础。
2024-12-20 gr-qc
Circular orbits and polarized images of charged particles orbiting Kerr black hole with a weak magnetic field
本研究针对弱磁场下的克尔黑洞，解析推导了带电粒子最内稳定圆轨道半径，半解析得到不同参数下的偏振图像，发现相关参数对偏振旋转和通量大小有显著影响。
2023-06-13 gr-qc hep-th
Effect of magnetic fields on equatorial circular orbits in Kerr spacetimes
在这项工作中，我们分析了外部磁场对带电粒子在克尔时空赤道圆轨道的影响，无论是在黑洞和裸奇点的情况下。了解这些现象是非常重要的，因为赤道圆轨道是简单的吸积盘模型的关键组成部分。我们重点研究两种重要的磁场结构：a）与角动量一致的均匀磁场和b）偶极磁场。我们把注意力集中在这些外场对边缘有界和边缘稳定的赤道圆轨道的影响上，因为它们提供了关于可观测量的信息，这些信息可能有助于确定中心物体是黑洞还是裸奇点。使用微扰的方法，我们能够给出分析结果和比较（在黑洞的情况下）与以前的结果。
2013-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Integrability of Kerr-Newman spacetime with cloud strings, quintessence and electromagnetic field
由于存在像卡特常数这样的第四运动常数，带电粒子围绕被云弦、精华和电磁场包围的克尔-纽曼黑洞运动的动力学是可积的。第四运动常数和时空的轴对称性使得在二维平面（如赤道平面和其他非赤道平面）中存在具有稳定圆形轨道的径向有效势成为可能。它们也给出了在三维空间中存在具有稳定球轨道的径向有效势的可能性。动力学参数对有效势图形的变化起着重要的作用。此外，这些参数的变化影响的存在或不存在的稳定的圆形轨道，最内稳定的圆形轨道，稳定的球形轨道和边缘稳定的球形轨道。它们还影响稳定的圆形或球形轨道的半径。数值结果表明，稳定圆轨道和最内层稳定圆轨道不仅可以存在于赤道平面内，而且可以存在于非赤道平面内。数值计算也证实了几种稳定的球轨道和边缘稳定的球轨道。特别地，存在一些稳定的球轨道和角动量为零的边缘稳定的球轨道，以覆盖整个纬度坐标范围。
2022-06-20 gr-qc
