Do shadows of Sgr A* and M87* indicate black holes with a magnetic monopole charge?
本文研究了巴氏黑洞在解释观测到的Sgr A* 和M87* 阴影中的应用前景。巴氏黑洞是一种规则的黑洞，在爱因斯坦引力和非线性电动力学的耦合下产生了一种磁磁荷。这些黑洞很有趣，因为它们可以避开广义相对论中的r = 0曲率奇点。因此，在天体物理观测中寻找巴氏黑洞的特征是值得的。随着事件视界望远镜（EHT）合作组连续两次发布黑洞图像，测试强引力性质的范围大大增加。我们比较了理论计算的阴影观测值与观测图像的Sgr A* 和M87*。我们的分析表明，虽然观测到的M87* 的角直径有利于克尔方案，但Sgr A* 的阴影可以更好地解释为Barbian背景。这表明，虽然罕见，但某些黑洞表现出对规则黑洞的偏好，如巴氏时空。
2022-07-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Constraints on Buchdahl-Inspired Gravity from Future Pulsar Timing near Sgr A*
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）；United Center for Gravitational Wave Physics (UCGWP), Zhejiang University of Technology（浙江工业大学引力波物理联合中心）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；Peking University（北京大学）
本研究通过Fisher矩阵预测，评估未来Sgr A*附近脉冲星计时对Buchdahl启发$R^2$引力参数$\epsilon$的约束能力，发现短周期高偏心率轨道可显著提高灵敏度，为未来观测设计提供定量指导。
2026-09-09 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Constraining the Yukawa Gravity with Pulsars around Sagittarius A*
在银河系中心人马座A*（Sgr A*）的超大质量黑洞（SMBH）周围发现射电双星（PSR），将对引力测试产生重大影响。在本文中，我们预测的Yukawa引力的参数的限制，定时脉冲星周围的Sgr A* 与各种轨道参数。基于一个实际的时间精度的到达时间（TOA），$σ_{\rm TOA}=100\,μ{\rm s}$，在20年的观测中使用了960个TOA，我们的数值模拟表明，当汤川相互作用的范围在$10^{1}$ - $10^{4}\,{\rm AU}$之间变化时，PSR-SMBH系统将改善当前对汤川引力的检验，并且它可以将引力子的质量限制在$m_g \lesssim 10^{-24}\,{\rm eV}/c^2$。
2022-11-12 astro-ph.HE gr-qc
Using space-VLBI to probe gravity around Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）将很快提供银河系中心超大质量黑洞（SMBH）候选人人马座A*（Sgr A*）的第一张高分辨率图像，使我们能够在强场区域探测引力。除了研究极端环境下的吸积过程外，所获得的数据和重建图像还可用于研究潜在的时空结构。在目前的配置中，EHT能够区分旋转的克尔黑洞和像玻色子星这样的无视界物体。未来的发展可以提高EHT区分不同时空的能力。我们调查的能力，先进的EHT概念，包括轨道空间天线，图像和区分不同的时空围绕Sgr A*。我们使用GRMHD模拟吸积致密物体（克尔和玻色子黑洞，以及玻色子星），并通过广义相对论辐射转移计算计算它们的辐射特征。为了便于与即将到来的和未来的EHT观测比较，我们产生了现实的合成数据，包括源的变化，衍射和折射散射，同时将观测阵列，包括空间天线。从生成的合成观测，我们动态重建黑洞阴影图像使用正则化的最大熵方法。我们采用遗传算法来优化空间天线的轨道，以提高组合阵列（地面阵列和空间天线）的成像能力和u-v平面覆盖范围，并开发了一种新的方法来探测傅立叶空间中的源变化。包括一个轨道空间天线提高了EHT的能力，区分克尔黑洞和黑洞上的自旋的基础上重建的无线电图像和复杂的vibrations。
2021-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Shadows of Loop Quantum Black Holes: Semi-analytical Simulations of Loop Quantum Gravity Effects on Sagittarius A* and M 87*
本研究通过半解析广义相对论辐射传输模拟，比较圈量子黑洞阴影与EHT观测，约束圈量子引力效应，确定Sgr A*和M 87*的多项式函数上限及自旋偏好。
2023-12-28 astro-ph.HE gr-qc
Lensing By Sgr A* as a Probe of Modified Gravity
我们表明，一个可能的天体物理学实验，检测透镜图像的恒星轨道接近Sgr A*，可以提供洞察的形式度量周围的黑洞。我们将Sgr A* 模型化为一个黑洞，并在黑洞附近的史瓦西度规中加入一个$\frac{1}{r^2}$项。然后，我们试图确定这个额外的长期在银河系中心的S星的二次图像的属性的效果。当$\frac{1}{r2}$项为正值时，这表示Reissner-Nordstrom（RN）度规，并且我们证明了Schwarzschild黑洞和RN黑洞之间的观测差异很小，从而得出结论：二次图像可能不是黑洞中电荷的有用探测器. $\frac{1}{r^2}$项的负值可以通过修改的重力场景进入。虽然在物理上不太可能适用于大黑洞的情况，但兰德尔-桑德拉姆II膜世界方案承认这种形式的度规，称为潮汐赖斯纳-诺德斯特罗姆（TRN）度规。我们使用的潮汐电荷值（$\frac{Q}{r^2}$中的Q）范围为$-1.6M^2$至$0.4 M^2$。Q值为负值时，图像的亮度会一直增强，并使恒星S2在近地点的二次图像亮度增加0.4等。我们发现，对于其他恒星的明亮的二次图像和位置更对准的光轴，使用潮汐Reissner-Nordstrom度量与负Q增强图像，以及，但效果不太明显。随着下一代仪器和Sgr A* 辐射知识的增加，使用二次图像的属性对$\frac{1}{r^2}$项的大小进行约束。这一知识将有助于约束任何修正的引…
2010-08-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Conservative limits on the electric charge of Sgr A* in the Reissner-Nordstrom metric
本研究基于事件视界望远镜对银河系中心Sgr A*环面结构的观测，结合Reissner-Nordström度规的零引力半径性质，得出Sgr A*荷质比的保守限制为几何单位制下|Q/M| < 2.32，满足该约束的带电裸奇点与现有观测一致。
2024-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Limiting the Yukawa Gravity through the Black Hole Shadows of Sgr A* and M87*
本研究利用EHT观测的Sgr A*与M87*黑洞阴影约束汤川引力参数，未发现显著偏离广义相对论的证据，并指出下一代VLBI设备可进一步提升约束精度。
2025-10-05 astro-ph.HE
BlackHoleCam: fundamental physics of the Galactic center
爱因斯坦的广义相对论（GR）成功地描述了引力。GR最基本的预测是黑洞（BH），但尽管宇宙中有许多令人信服的BH候选者，但没有确凿的实验证明它们的存在，使用电磁波谱的天文观测。黑洞是真实的天体吗？GR是否保持在其最极端的极限，或者是否需要替代品？解决这些基本问题的主要目标是在我们自己的银河系中心，那里拥有宇宙中最接近和最受约束的超大质量BH候选者，人马座A*（Sgr A*）。三种不同类型的实验有希望在强场制度下使用新一代仪器观测Sgr A* 来测试GR。第一个实验的目的是成像的相对论等离子体发射周围的事件视界，并形成一个“阴影”投对背景，其预测的大小（~50微弧秒），现在可以解决即将到来的VLBI实验在毫米波，如事件视界望远镜（EHT）。第二个实验的目的是监测恒星轨道Sgr A* 与即将到来的近红外干涉仪重力在甚大望远镜（VLT）。第三个实验的目标是使用射电望远镜（包括阿塔卡马大型毫米波阵列或ALMA）在Sgr A* 附近的紧密轨道上对射电脉冲星进行计时。BlackHoleCam项目利用了这三种不同技术之间的协同作用，旨在以足够的精度测量BH的主要参数，以提供GR的基本测试，并在任何引力度量理论中探测BH周围的时空。在这里，我们回顾了我们目前的知识，Sgr A* 的物理性质，以及目前的状态，这种实验努力对成像的事件视界，测量恒星轨道，并定时恒星周围的Sgr A*。
2017-02-07 astro-ph.HE gr-qc
Testing Rotating Regular Metrics with EHT Results of Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）观测揭示了超大质量黑洞Sgr A* 的第一张图像，显示了直径为$θ_{sh}= 48.7 \pm 7\,μ$的阴影，与史瓦西黑洞阴影直径$δ= -0.08^{+0.09}_{-0.09}~\text{(VLTI)},-0.04^{+0.09}_{-0.10}~\text{(Keck)}$有部分偏差。Sgr A* 阴影的大小在克尔预言的$~10\%$范围内，为我们研究强场引力的性质提供了另一种工具。我们使用Sgr A* 阴影观测量来约束四个独立的和动机良好的度量，参数不同于克尔时空，旋转规则时空，以及相应的无视界时空。我们提出了旋转规则黑洞的偏差参数$g$的限制。$1 σ$区域内的阴影角直径$θ_{sh}$对参数$a$和$g$设置界限。结合Sgr A* 的$θ_{sh}$和$δ$的EHT界，我们的分析得出结论，Barclay Hayward黑洞和Barcleson-Visser黑洞以及相应的无视界时空与Sgr A* 的EHT结果一致。因此，这三个旋转的规则时空和克尔黑洞在某些参数空间中是不可分辨的，并且不能排除前者是天体物理黑洞的强候选者的可能性。
2022-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Testing the nature of the supermassive black hole candidate in SgrA* with light curves and images of hot spots
广义相对论对黑洞周围的时空几何作出了明确的预言。在不久的将来，新的设施将有能力探索SgrA $^*$（银河系中心的超大质量黑洞候选者）周围的度量，并打开一个新的窗口来测试克尔黑洞假设。在本文中，我们计算光变曲线和图像与紧凑的发射区（热点）围绕克尔和非克尔黑洞。我们研究如何分析的热点发射的辐射的属性可以用来测试克尔性质的SgrA $^*$。我们发现，唯一的观察热点光变曲线可以限制在最多的组合的黑洞自旋和可能的偏离克尔解决方案。这是因为在克尔黑洞周围的相同轨道频率可以被发现用于具有不同自旋参数的非克尔物体。由于背景几何形状引起的光变曲线中的二阶校正通常太小而不能被识别。虽然热点质心轨迹的观测可能会限制克尔解的可能偏差，但这对于不久的将来的VLTI仪器GRAVITY来说是遥不可及的。克尔黑洞假说可以通过在围绕SgrA $^*$的紧凑轨道上发现一颗射电脉冲星来验证。对这样一颗脉冲星的射电观测将提供对SgrA $^*$的质量和自旋的精确估计，而这些测量（探测弱场）与热点光变曲线信息（探测强场）的结合可能会以相当高的精度限制/发现可能与克尔解的偏差。
2014-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Testing a class of non-Kerr metrics with hot spots orbiting SgrA$^*$
SgrA $^*$，银河系中心的超大质量黑洞候选者，在X射线，近红外和亚毫米波段表现出耀斑，可以在热点模型中解释。黑洞的光变曲线和热点图像受到许多特殊和广义相对论效应的影响，它们可以用来检验物体是否是广义相对论的克尔黑洞。然而，在以前的研究中，我们已经表明，相对论的功能通常是次显性的背景噪声和模型相关的热点属性，并最终它是在最有可能估计的频率最内稳定的圆形轨道。在这种情况下，克尔度规的测试只能与其他测量相结合。在目前的工作中，我们考虑一类非克尔时空中的热点轨道可能是在赤道平面之外。这些度量很难从吸积盘的研究中得到限制，事实上，目前对恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线观测无法给出有趣的界限。在这里，我们表明，不久的将来的观测SgrA $^*$可能做到这一点。如果热点是足够接近的大质量的对象，多普勒蓝移的影响的图像是比其他一个更明亮，这提供了一个特定的观测签名在热点的质心轨道。我们的结论是，准确的天体测量观测SgrA $^*$与仪器，如重力应该能够测试这类指标，除了在更不可能的情况下，一个小的视角。
2014-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Stellar rotation as a new observable to test general relativity in the Galactic Center
银河系中心的S星是各种广义相对论效应的极好试验台。虽然以前的工作集中在模拟它们围绕Sgr A*（银河系中心的超大质量黑洞）的轨道运动，但在这里，我们探索了使用S星旋转来测试广义相对论预测的德西特进动的可能性。我们发现，通过重新定向的旋转轴的S-星，德西特岁差将改变在恒星光谱中的吸收线的表观宽度。我们的数值模拟表明，新发现的S4714和S62是最适合这样的测试，因为它们的近心距离相对于Sgr A* 小。根据恒星的初始倾角，在$20-40$年的周期内，谱线宽度的变化量将达到$20-76\,{\rm km\,s^{-1}}$。这种变化与当前的检测限相当。由于岁差率对轨道偏心率和恒星四极结构敏感，因此监测S星的旋转也可以帮助我们更好地约束S星的轨道根数及其内部结构。
2020-12-20 astro-ph.HE gr-qc
Timing Gravity with Pulsars in the Strong Field
CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST Universidade de Lisboa – UL（里斯本理工大学高级技术学院物理系中心）；Departamento de Física Fundamental, Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学基础物理系）；Insituto Universitario de Física Fundamental y Matemáticas (IUFFyM), Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学基础物理与数学研究所）
提出一种基于完全相对论光子传播时间计算的脉冲星计时新方法，用于表征银河系中心超大质量黑洞Sgr A*的性质，预测可将质量约束改进至少三个数量级。
2026-09-09 astro-ph.HE gr-qc
A model for the emission of SGRBs-GW from binary mergers
本文提出一个模型，研究二体合并中强磁场环境下SGRB-GW的发射机制及黑洞相变特性。
2026-02-02 astro-ph.HE hep-th
Horizon-scale tests of gravity theories and fundamental physics from the Event Horizon Telescope image of Sagittarius A$^*$
本研究利用事件视界望远镜对人马座A$^*$的观测数据，对多种偏离广义相对论的黑洞与基础物理模型开展视界尺度检验，给出了严格约束，同时证实部分替代情形尚未被排除。
2023-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Current Ability to Test Theories of Gravity with Black Hole Shadows
我们的银河系中心，人马座A*（Sgr A*），被认为拥有一个超大质量黑洞（BH），正如跟踪单个轨道恒星的观测所建议的那样。事件视界望远镜合作组织（EHTC）即将对Sgr A* 进行的亚毫米甚长基线干涉测量（VLBI）图像预计将为这种超大质量BH的存在提供关键证据。我们评估我们目前的能力，使用EHTC图像，以确定它们是否对应于克尔BH的预测爱因斯坦的广义相对论（GR）或BH在替代理论的重力。为此，我们进行广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和使用广义相对论辐射转移（GRRT）计算生成合成的阴影图像的磁化吸积流到克尔BH。此外，第一次，我们进行GRMHD模拟和GRRT计算的一个粒子BH，我们作为一个代表性的解决方案的替代引力理论。采用2017年EHTC活动的VLBI配置，我们发现区分不同重力理论的BH可能非常困难，因此强调在解释BH图像作为GR测试时需要非常谨慎。
2018-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The Jet in the Galactic Center: An Ideal Laboratory for Magnetohydrodynamics and General Relativity
本文回顾和讨论了银河系中心超大质量黑洞候选者Sgr A* 的一些有趣的性质。在所有可能的黑洞源中，Sgr A* 的事件视界对着天空中最大的角标度。因此，它是一个主要的候选人，研究和图像等离子体过程中的强引力，它甚至允许成像的阴影所投下的事件视界。最近的毫米波VLBI和无线电定时观测以及数值GRMHD模拟现在已经提供了几个突破，使Sgr A* 重新成为焦点。首先，VLBI观测现在已经在多个频率上测量了Sgr A* 的固有大小，其中最高频率的测量已经接近黑洞阴影的尺度。此外，对无线电变化的测量显示，在22 GHz和43 GHz之间存在明显的时间滞后。大小和定时测量的组合，允许一个实际测量的流动速度和方向的磁化等离子体在几十个史瓦西半径。这些数据强烈支持一个适度的相对论外流，加速射流模型一致。这是比较最近的GRMHD模拟，显示存在一个适度的相对论流出耦合到吸积流Sgr A*。进一步的VLBI和定时观测与模拟相结合，有可能绘制出5-40史瓦西半径的速度分布图，并提供在事件视界附近出现的喷流盘系统的第一个一瞥。未来的亚毫米VLBI实验甚至能够直接对强引力下的这些过程进行成像，并直接确认事件视界的存在。
2010-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detecting Lorentz-violation induced by a tensor field with S-star's motion around Sgr A*
Center for Gravitation and Cosmology, College of Physical Science and Technology, Yangzhou University（扬州大学物理科学与技术学院引力与宇宙学中心）
本文利用S2、S38、S55星的轨道数据，通过MCMC方法探测Kalb-Ramond引力中的洛伦兹破缺参数ℒ，得到比事件视界望远镜更严格的约束，其中S2星给出最严格约束。
2026-08-19 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic effects on the orbit of the S2 star with GRAVITY
本文的目的是研究不同的相对论效应影响的天体测量和/或光谱观测的S2，如横向多普勒频移，引力红移，近心推进和高阶广义相对论（GR）的影响，特别是由于黑洞的角动量的Lense-Thirring效应的重力检测。我们表明，与重力仪器和光谱仪SINFONI（光谱仪在近红外线积分场观测）也安装在VLT（甚大望远镜）获得的S2观测的组合将导致各种相对论效应的检测。根据影响，在几个月或几年内获得的S2监测将有可能进行这种检测。对Sgr~A* 的角动量的强约束（例如，在$1σ~=~0.1$）与S2星的关系将可能使用一个简单的恒星轨道模型，而不使用射线跟踪代码，但近似的引力透镜效应。然而，长时间的监测是必要的，因此，我们必须依靠发现更接近恒星附近的Sgr~A*，如果我们想有效地约束黑洞参数与恒星轨道在短时间内，或监测耀斑，如果他们围绕黑洞轨道。
2017-10-03 astro-ph.HE
The Event Horizon of Sagittarius A*
黑洞事件视界是广义相对论（GR）最奇特的预言之一，它将外部宇宙与时空的致密区域因果地分开。直到最近，它们的紧凑尺寸阻止了直接研究它们的努力。在这里，我们表明，最近的毫米和红外观测人马座A*（Sgr A*），在银河系中心的超大质量黑洞，所有，但需要存在一个视界。具体来说，我们表明，这些观察限制任何假定的可见光紧凑发射区的光度低于0.4%的Sgr A* 的吸积光度。同样地，这需要将吸积过程中释放的引力结合能转换成辐射和动能流出的效率大于99.6%，比Sgr A* 中所涉及的效率大得多，因此与这样一个可见区域的存在不一致。最后，由于我们能够完全根据可观测量来构建这一论点，因此我们的结果适用于所有允许定态解的引力几何理论，包括通常讨论的f（R）类理论。
2009-03-05 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic propagation and frame dragging time delay in the timing of a pulsar orbiting the supermassive black hole SgrA*
在银河系中心的超大质量黑洞SgrA* 周围的近轨道上对脉冲星进行计时，将为准确确定黑洞参数以及对广义相对论和替代的修正引力理论进行新的测试打开窗口。在时间模型中必须考虑的一个重要的相对论效应是脉冲在黑洞的引力场中的传播延迟。由于脉冲星和超大质量背洞的极端质量比，我们利用测试粒子极限导出了Kerr时空中传播延迟的精确解析公式，并导出了标架拖曳效应对到达时间的相对论性公式。作为一个例子，我们处理的边缘上的轨道，其中的帧拖动效果预计是最大的。我们比较我们的公式的传播时间延迟与后牛顿的方法，特别是与框架拖曳条款在以前的作品中导出的Wex和Kopeikin和Rafikov和赖。我们的方法正确地识别了不对称的帧拖动延迟相对于优越的结合，避免了奇异的时间延迟，并表明，在后牛顿的方法帧拖动的影响一般略有高估。
2022-03-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Sagittarius A* near-infrared flares polarization as a probe of space-time I: Non-rotating exotic compact objects
CENTRA, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico-IST, Universidade de Lisboa-UL（里斯本大学高等技术学院物理系）；Institute of Physics, University of Tartu（塔尔图大学物理研究所）；Departamento de Física Teórica, Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学理论物理系）
本文研究了通过GRAVITY和未来仪器观测的Sgr A*偏振耀斑数据，探讨非旋转奇异致密天体的特征探测，评估了八种不同指标的可检测性，发现GRAVITY+的灵敏度可检测部分模型，但复杂天体模型会降低结果。
2026-02-11 astro-ph.HE gr-qc
A sensitive search for wormholes
强经典引力的领域，甚至可能还有量子引力，都有待探索。在这封信中，我们考虑了最近发现的由两颗恒星和一个非吸积黑洞组成的三重系统。利用已发表的观测结果，我们进行了迄今为止最敏感的测试，通过寻找虫洞另一边的物体引起的轨道扰动，来确定黑洞是否真的是虫洞。在扰动器上获得的质量极限比在Sgr A* 上围绕超大质量黑洞运行的S2的观测结果好$\sim4$几个数量级。我们还考虑如何观测脉冲星可以测试是否在脉冲星黑洞二进制的黑洞是一个虫洞。一颗与S2轨道相似的脉冲星将比S2的观测灵敏$\sim10$数量级。对于一个标称的脉冲星-黑洞双星，其轨道大小与赫尔斯-泰勒双星脉冲星的轨道大小相似，一年的观测可以确定一个扰动物的质量极限，它比Sgr~A* 附近的脉冲星的观测结果好$\sim6$个数量级。对于可能存在于银河系中心附近的脉冲星-黑洞双星，可以得到介于脉冲星-Sgr ~A ~* 和Hulse-Taylor情况之间的一个极限范围。
2020-07-23 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Signatures of Lorentz violation in the bright ring for Sgr A* images from radiatively inefficient accretion flows
Hunan Normal University（湖南师范大学）
该研究在低能Hořava引力框架下，分析旋转LV黑洞周围辐射低效吸积流照亮的Sgr A*亮环，揭示LV参数对亮环及主图像、n=1光子环的效应，并结合EHT数据约束LV参数与黑洞自旋的关系。
2026-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Probing the vector charge of Sagittarius A* with pulsar timing
本文通过模拟未来脉冲星计时观测，研究利用绕人马座A*运行的脉冲星探测熊蜂引力模型中黑洞矢量荷的可行性，发现5年观测可将矢量荷质量比约束到约10^-3，显著优于EHT现有约束并可与LISA预期相比。
2023-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Probing the Spacetime of Sgr A* with Pulsars
在围绕Sgr A* 的紧凑轨道上发现射电双星将允许对超大质量黑洞的时空进行前所未有的详细调查。本文表明，脉冲星计时，包括一个单一的脉冲星，有可能提供新的测试广义相对论，特别是它的宇宙审查猜想和无毛定理旋转黑洞。这些实验可以通过100微秒精度的定时观测来进行，对于频率高于15 GHz的正常脉冲星，可以使用平方公里阵列来实现。基于标准的脉冲星计时技术，我们开发了一种方法，可以确定的质量，自旋和四极矩的Sgr A*，并提供了一致的协方差分析的测量误差。此外，我们测试这种方法在详细的模拟数据模拟。似乎只有在轨道周期低于0.3年时，才有可能出现可忽略不计的外部扰动。对于这样的轨道，如果Sgr A* 在快速旋转，我们预计在5年内会有约10^-3的标架拖曳检验和约10^-2的无毛定理检验。我们的方法也能够识别由Sgr A* 周围的分布质量引起的扰动，从而在这些重力测试中提供高置信度。我们的分析不受我们对银河系中心R 0距离的不确定性的影响。将脉冲星计时与恒星轨道的天体测量结果相结合，将大大提高R 0的测量精度。
2011-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing General Relativity with Gravitational Waves
引力波源为我们提供了独特的测试平台，用于探测引力的强场、动力学和非线性方面。在本章中，我们对利用引力波检验广义相对论的现状和前景做了简要的概述。特别是，我们专注于三个理论不可知论的测试（参数化测试，inspiral-merger-ringdown一致性测试，和引力波传播测试），并解释如何可以应用这些测试的例子修改引力理论。最后，我们给出了一些悬而未决的问题，需要解决进行更精确的测试重力与引力波。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Modeling the orbital motion of Sgr A*'s near-infrared flares
Sgr A* 的红外观测探测了银河系中心黑洞的事件视界附近的区域。这些观测可以限制低光度吸积的性质以及黑洞本身的性质。欧洲南方天文台VLTI的重力仪最近在红外耀斑期间探测到连续的圆形相对论运动，这种运动被解释为事件视界附近的轨道运动。在这里，我们分析了这些耀斑的天体测量数据，考虑到离面运动和轨道剪切的黑洞的事件视界附近的材料的影响。我们已经开发了一个新的代码来预测天体测量运动和通量的变化，从紧凑的发射区以下的粒子轨道。我们的代码结合了类时测地线的半解析计算，允许出平面或椭圆运动与光子轨迹的射线跟踪计算时间相关的图像和光变曲线。我们将我们的代码应用于2018年用重力观测到的三次耀斑。我们发现，所有的耀斑是一致的热点轨道在R $\sim$ 9重力半径与倾角为$i\sim140^\circ$。发射区必须是紧凑的，直径小于$\sim5$引力半径。我们对耀斑期间的离面运动作了进一步的限制。
2020-02-19 astro-ph.HE
The Event Horizon Telescope: exploring strong gravity and accretion physics
事件视界望远镜（EHT）是一个全球性的亚毫米波长甚长基线干涉测量阵列，目前正在解析超大质量黑洞Sgr A* 和M87周围的最内部区域。使用黑洞图像从两个简单的几何模型和相对论磁流体动力学吸积流模拟，我们进行了各种实验，以评估的承诺EHT研究强引力和吸积物理在其发展阶段。我们发现：（1）在EHT的“完成”阶段增加LMT和ALMA以及升级的仪器，可以探测到光子环，这是Kerr强引力的一个标志，可以预测其总通量;（2）在我们的分析中包括相干平均闭合相位显著地提高了甚至当前阵列的精度，允许（3）对合理的吸积模型的明显更严格的约束和（4）在模型预测的水平上检测结构可变性。虽然在345 GHz的观测规避了由于星际电子散射到银河系中心的视线问题，但可能需要CARMA和/或LMT提供的短基线来限制吸积流的整体形状。考虑到基础模型中的系统不确定性，使用两个观测频率（230和345 GHz）和源（Sgr A* 和M87）的完整补充对于通过EHT实验实现变革性科学可能至关重要。
2014-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Parameter study for hot spot trajectories around Sgr$A*$
本研究开发了广义相对论辐射转移代码，通过参数研究 Sgr$A*$ 附近热点运动，发现不同热点轨迹模型对轨道频率的偏好，并指出远观测者难以区分 Schwarzschild 与 Kerr 黑洞及不同观测角度的正面轨道。
2024-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Simultaneous JWST, NuSTAR, and VLA Monitoring of Sgr A*: A Unified Picture of the Variable IR, X-ray and Radio Emission
Northwestern University（西北大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）；NASA/GSFC（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；UMBC/CRESST 2（马里兰大学巴尔的摩分校/共同教育研究空间科学联合中心）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
通过JWST、NuSTAR和VLA的联合观测，研究Sgr A*的X射线耀斑及其与近红外和无线电发射的关联，提出磁通量绳重联模型统一不同波段的变源机制。
2026-02-28 astro-ph.HE
A magnetized torus for modeling Sgr A* millimeter images and spectra
上下文位于银河系中心的超大质量黑洞人马座（Sgr）A* 在所有天体物理学黑洞中具有最大的角尺寸。它的影子，假设没有旋转，跨度约为50微弧秒。在新一代干涉仪在这十年中投入使用之前，天文仪器长期以来一直无法解决这样的尺寸。特别令人感兴趣的是事件视界望远镜，其分辨率约为20微弧秒，毫米波长范围为0.87毫米至1.3毫米。我们研究了完全广义相对论性的Komissarov（2006）分析磁化环面模型在厘米和毫米域中解释Sgr A* 处可观测约束的能力。还研究了磁场几何形状对观测量的影响。方法.我们计算射线跟踪厘米和毫米波长的同步辐射光谱和图像的磁化吸积环周围的中央黑洞在Sgr A*。我们假设系统是定态的、轴对称的、比角动量为常数的、多变的状态方程。热电子和非热电子的混合人口被认为是。结果我们表明，环面模型是能够在毫米域，特别是在可观察的域的EHT再现频谱约束。然而，环面模型还不能拟合厘米光谱。1.3在高倾角下的mm图像与可观察到的约束一致。结论.在未来的EHT的角度来看，环面模型的能力，占观察Sgr A* 在毫米域是有趣的。这种分析模型允许非常快速的计算。因此，它将是一个合适的试验台，用于研究大范围的物理参数，以及非黑洞紧凑物体候选者和替代的引力理论。
2014-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Shadow of regular black hole in scalar-tensor-vector gravity theory
本文研究标量-张量-矢量修正引力中规则黑洞的阴影，分析参数 $β$ 对阴影尺寸、临界值及能量发射率峰值的影响，并与 M87* 和 Sgr A* 数据比较。
2024-09-06 astro-ph.HE gr-qc
Constraining particle acceleration in Sgr A* with simultaneous GRAVITY, Spitzer, NuSTAR and Chandra observations
本文报道了一个明亮的近红外和中等X射线耀斑的时间分辨光谱分析。我们在中红外和近红外的$M$ -、$K$ -和$H$ -波段以及X射线的$2-8~\mathrm{keV}$和$2-70~\mathrm{keV}$波段获得了光变曲线。在近红外波段观测到的光谱斜率为$νL_ν\propto ν^{0.5\pm0.2}$ ;在X射线波段观测到的光谱斜率为$νL_ν\propto ν^{-0.7\pm0.5}$。我们测试了同步加速器和同步加速器自康普顿（SSC）方案。观测到的近红外亮度和X射线模糊度，以及观测到的光谱斜率，对所有探索的模型都提出了挑战。我们排除了近红外辐射是同步辐射而X射线辐射是SSC的情况。一个单区模型，其中的近红外和X射线光度产生的SSC和一个模型，其中的光度源于冷却的同步辐射光谱可以解释耀斑。为了描述平均SED，两个模型都需要最大洛伦兹因子$γ_{max}$的具体值，然而其相差大约两个数量级：SSC模型表明电子被加速到$γ_{max}\sim 500$，而冷却同步加速器模型需要加速到$γ_{max}\sim5\times 10^{4}$。SSC方案要求$10^{10}~\mathrm{cm^{-3}}$的电子密度远大于吸积流中的典型环境密度，因此在异常吸积事件中需要。相比之下，假设一个$1R_s$源的大小，冷却同步加速器的情况下，可以实现与周围的吸积流的密度和磁场相媲美…
2021-07-02 astro-ph.HE
Shadow Implications: What does measuring the photon ring imply for gravity?
本文探讨了通过 EHT 测量黑洞阴影尺寸（光子环）对引力理论的一般性内涵，提出了一种非微扰、非参数化的时空域表征方法，明确了基于阴影尺寸的约束效力与局限，并促进了不同观测与目标间的比较。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
A Realistic Pulsar -- Supermassive Black Hole Timing Model
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
本文提出一个现实的脉冲星-超大质量黑洞定时模型，用于高精度测量SMBH周围时空并探索引力理论。
2026-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Influence of Quantum Correction on Kerr Black Hole in Effective Loop Quantum Gravity via Shadows and EHT Results
本文研究了有效圈量子引力中量子修正Kerr黑洞与标准Kerr黑洞的阴影偏差，提出并证明了关于不稳定圆类光轨道位置的定理，利用EHT结果约束参数，并分析了非均匀等离子体对阴影大小的影响。
2025-03-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: the Low-luminosity Cases and an Application to Sgr A$\!^{*}$
研究低光度AGN中ADAF内sMBH的吸积过程，其外流形成空腔并抑制SMBH吸积，引发准周期闪烁与耀发；应用于Sgr A*，约40太阳质量sMBH的EMRI为LISA等探测毫赫兹引力波提供理想源。
2023-11-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
A geometric crescent model for black hole images
事件视界望远镜（EHT）是一个在毫米波长下运行的全球甚长基线干涉测量阵列，它正在首次对黑洞的直接环境进行空间解析。目前对银河系中心黑洞、人马座A*（Sgr A*）和M87的观测已经被解释为几何模型（例如，对称高斯）或详细计算的外观黑洞吸积流。前者没有实际的动机，而后者则受到很大的系统不确定性的影响。在许多计算中，多普勒波束效应和引力透镜效应在相对论中占主导地位，我们提出了一个黑洞图像的几何新月模型。我们发现，这个简单的模型提供了一个很好的统计描述现有的EHT数据的Sgr A* 和M87，优于其他几何模型的Sgr A*。它还定性地匹配物理预测模型，桥接吸积理论和观测。根据我们的结果，我们预测的黑洞阴影，强引力的签名，在未来的观测可探测性。
2013-06-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
A coordinate-independent characterization of a black hole shadow
目前正在进行一项大规模的国际努力，以评估银河系中心人马座A $^*$（Sgr A $^*$）致密源的无线电发射中是否存在阴影。如果被探测到，这个阴影将提供黑洞存在的第一个直接证据，并证明Sgr A $^*$是一个超大质量黑洞。此外，阴影的形状可以用来了解事件视界附近的极端引力，并确定哪种引力理论更好地描述了观测结果。到目前为止，阴影的数学描述使用了许多简化的假设，这些假设不太可能被真实的观测数据所满足。在这里，我们提供了一个一般的形式主义来描述的阴影作为一个任意的极曲线表示的勒让德展开。我们的形式主义不假定任何知识的属性的阴影，例如，其中心的位置，并提供了一些路线来表征扭曲的曲线相对于参考圆。这些扭曲可以通过分析相同数据的不同团队以独立于坐标的方式实现。我们表明，新的形式主义提供了一个准确和强大的描述嘈杂的观测数据，与以前的方法相比，失真的测量具有较小的误差方差。
2015-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Shadows aspect of rotating black holes in the Einstein-AdS SU(N)-nonlinear sigma model
本文研究了Einstein-SU(N)非线性sigma模型中旋转黑洞的光子轨道与阴影特征，利用Modified Newman-Janis Algorithm构建旋转解，推导光子运动方程，并基于EHT对M87*和Sgr A*的观测数据对阴影参数施加约束，同时分析了黑洞蒸发率。
2025-05-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dynamically important magnetic fields near the event horizon of Sgr A*
我们研究了2018年7月28日用重力仪器观测到的明亮近红外耀斑期间Sgr A* 的时变线性偏振。出于对所观察到的天体测量和极化签名的时间演变，我们解释的数据在一个紧凑的区域（“热点”）的极化发射的黑洞在一个固定的背景磁场几何形状。我们计算了一个网格的广义相对论射线追踪模型，通过模拟仪器响应创建模拟观测，并将预测的极化量直接与测量值进行比较。我们考虑到改进的仪器校准，现在包括仪器的响应作为时间的函数，我们探索各种理想化的磁场配置。我们发现，线偏振角旋转耀斑期间，这是与以前的结果一致。热点模型可以解释观察到的线性极化的演变。为了匹配这个耀斑的天体测量周期，要求近地平线磁场具有显著的极向分量，这与强的和动力学上重要的场相关联。观察到的线性极化分数的$\simeq 30\%$是小于我们的模型（$\simeq 50\%$）预测的。发射很可能是光束去极化，表明耀斑发射区解析了黑洞附近的磁场结构。
2020-09-13 astro-ph.HE
Constraining a companion of the galactic center black hole, Sgr A*
本研究利用 S0-2 二十三年轨道数据，结合解析与数值积分，通过四极及质心摆动偶极摄动约束 Sgr A* 周围假想中等质量黑洞，并与 GRAVITY 结果比较。
2023-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The Milky Way's Supermassive Black Hole: How good a case is it? A Challenge for Astrophysics & Philosophy of Science
这个位于银河系中心的体积紧凑、质量为430万+-0.3百万太阳质量的超大质量天体目前是我们附近超大质量黑洞（SMBH）的最佳候选者。最有力的证据是对恒星轨道的测量，可变X射线发射，以及来自中央星团中间射电源人马座~A*（SgrA*）位置的强可变偏振近红外发射。如果SgrA* 确实是一个SMBH，它在天空中的投影将具有最大的事件视界，并且肯定会成为目前正在准备的事件视界望远镜（EHT）甚长基线干涉测量（VLBI）观测的第一个和最重要的目标。这些观测与甚大望远镜干涉仪（VLTI）的红外干涉实验重力和其他电磁波谱实验相结合，可能会证明银河系中心存在黑洞。然而，目前尚不清楚SgrA* 与SMBH相关的证据何时足以成为令人信服的证据。其他令人信服的证据可能来自未来的引力波观测站。本文综述了SgrA* 是一个黑洞的观测事实、理论依据和概念方面。我们对待理论和观测的哲学讨论的框架内“（反）现实主义和欠确定性”，因为这条线的参数允许我们描述的情况下，观测天体物理学方面的超大质量黑洞。关于超大质量黑洞，特别是SgrA* 的存在的问题进行了讨论，使用因果关系作为一个不可或缺的元素。我们表明，我们的调查结果令人信服地映射出这种组合的概念。
2017-04-21 astro-ph.HE
