Global embedding of the Kerr black hole event horizon into hyperbolic 3-space
给出了高斯曲率下有界的轴对称2-曲面在双曲3-空间H^3中的一个显式整体唯一等距嵌入。特别地，这允许在U（1）等距的光滑不动点处将具有负的但有限的高斯曲率的旋转曲面嵌入H^3。作为一个例子，我们展示了对于任意角动量值，克尔-纽曼事件视界在H ^3中的整体嵌入。对于这个例子，考虑H^3与皮卡德群的商，我们证明了双曲嵌入在群的基本区域中的拟合，直到角动量的值略大于可能整体嵌入到欧几里得3-空间的极限。还提出了一个嵌入的双克尔事件视界，作为一个例子的嵌入，不能成为全球。
2009-06-15 gr-qc hep-th math.DG
Hydrodynamics and global embeddings of Taub-NUT spacetime
在Taub-NUT时空上，我们研究了理想流体沿锥面向内螺旋运动的流体动力学性质。在Taub-NUT时空的赤道面上，我们导出了具有有效势的径向运动方程和稳态轴对称流体的欧拉方程。在Taub-NUT时空的事件视界内外构造了高维的全局嵌入。我们还研究了Taub-NUT时空中粒子的有效势，包括源的引力磁引力强度、粒子的总能量和每单位静止质量的角动量。
2010-05-23 gr-qc
General relativistic heat flow from first order hydrodynamics
本文基于稳定因果的一阶相对论流体力学，推导了静态与稳态引力背景下的非粘性流体热流方程，发现热通量乘以红移因子守恒，并给出多种黑洞时空中的径向温度与化学势分布。
2025-05-06 gr-qc hep-th
An extended solution space for Chern-Simons gravity: the slowly rotating Kerr black hole
在Einstein-Cartan公式中，提出了一种求解真空中非动力学Chern-Simons（CS）引力的迭代方法。迭代，在一个小参数$β$的权力，其中编纂的CS耦合，从爱因斯坦方程的任意无挠解开始。与史瓦西作为零阶的选择，我们推导出一个二阶微分方程的$\mathcal{O}(β)$修正的度量，为任意零阶嵌入参数。特别地，缓慢旋转的克尔度规是正则嵌入或轴嵌入中的$\mathcal{O}(β)$解。
2010-10-21 gr-qc hep-th
Effect of spin on the dynamics of multi-component trans-relativistic accretion flows around Kerr black holes
本文研究了低角动量物质在伪牛顿Kerr势下向旋转黑洞的轴对称吸积，构建并求解了多组分相对论流的守恒方程，发现黑洞自旋和物质组分显著影响吸积流的多跨音速行为与驻激波形成。
2025-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Choked accretion onto a Kerr black hole
阻塞吸积模型由一个纯粹的流体动力学机制，其中，通过设置赤道极密度对比，球对称吸积流过渡到流入流出配置。这种情况下已经研究的情况下（非旋转）史瓦西黑洞作为中央吸积，以及在非相对论性的限制。在这篇文章中，我们通过研究理想流体在（旋转）克尔黑洞上的吸积来推广这些工作。我们首先描述的机制，通过使用一个稳态的，无旋的解析解的超相对论性完美流体，服从一个刚性的状态方程。然后，我们使用流体动力学数值模拟，以探索更一般的状态方程。分析了黑洞旋转对流动的影响，特别是发现在黑洞旋转参数的所有可能值下，阻塞吸积流入流出形态都占优势，表明了模型的鲁棒性.
2020-12-26 astro-ph.HE gr-qc
Horizon geometry for Kerr black holes with synchronised hair
本文研究了具有标量同步头发的Kerr黑洞的视界几何，这是连续连接到真空Kerr黑洞的Einstein-Klein-Gordon系统的一族解。我们确定的区域中的参数空间，其中一个全球等距嵌入在欧几里德3-空间，$\mathbb{E}^3$，是可能的地平线几何的毛BH。对于Kerr情形，当视界无量纲自旋$j_H$（等于总无量纲自旋$j$）、球度$\mathfrak{s}$和视界线速度$v_H$分别小于临界值$j^{\rm (S)},\mathfrak{s}^{\rm (S)}, v_H^{\rm (S)}$时，这种嵌入是可能的.对于有毛的BH，我们发现，$j_H<j^{\rm (S)}$是一个充分的，但不是必要的，被嵌入的条件; $v<v_H^{\rm (S)}$是一个必要的，但不是充分的，被嵌入的条件;而$\mathfrak{s}<\mathfrak{s}^{\rm (S)}$是一个必要和充分的条件被嵌入在$\mathbb{E}^3$。因此，后者的数量提供了最忠实的诊断存在的$\mathbb{E}^3$嵌入在整个家庭的解决方案。我们还观察到，足够多的毛BH总是可嵌入的，即使$j$ --对于毛BH（不像Kerr BH）不同于$j_H$ --大于1。
2018-04-13 gr-qc hep-th
Kerr black holes with synchronised scalar hair and higher azimuthal harmonic index
构造并研究了具有同步标量头发和方位调和指数$m>1$的Kerr黑洞.相应的存在域具有比基本$m=1$族更宽的频率范围;此外，允许更大的ADM质量、$M$和角动量$J$。在其他显着的特点，固定的全球量的解决方案的非唯一性观察：解决方案与相同的$M$和$J$共存，连续值的$m$，和那些具有较大的$m$总是熵青睐。我们的分析表明，此外，观察到的$m=1$解决方案，如存在的域的形状，类型的ergo区域，和地平线几何，这是研究通过其等距嵌入在欧几里得3-空间的各种功能的定性的普遍性。
2019-03-04 gr-qc
Quasilocal Energy for a Kerr black hole
本文给出了克尔时空中与定常时间片相关的准定域能量。计算是基于最近的建议\cite{by}，其中准本地能量来自空间有界引力系统的哈密顿量。三种不同类别的边界表面的克尔切片被认为是（等半径表面，圆球，和ergosurface）。分析了它们在Kerr切片和平坦三维空间（作为能量的归一化所需）中的嵌入。每个表面内包含的能量明确计算在缓慢的旋转制度和详细讨论其属性。能量是边界表面半径的正的、单调递减的函数。它在空间无穷远处接近阿诺维茨-德瑟-米斯纳（ADM）质量，在克尔黑洞视界处约为不可约质量的两倍。该表达式具有正确的静态极限，并包括由于引力约束的负贡献。将各能面上的能量与其它表面上的能量进行比较。最后，在快速旋转制度的能量估计所涉及的困难进行了讨论。
1994-09-16 gr-qc
The superradiant instability spectrum of the hydrodynamic vortex model
本文解析研究了流体动力学涡旋模型的超辐射不稳定性，推导出表征其声学模式长波长动力学的复共振频率的紧凑解析公式。
2023-12-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Steady state shocks in accretion disks around a Kerr black hole
给出了克尔黑洞（BH）周围几何薄吸积盘中激波解的数值模拟结果。利用光滑粒子流体动力学（SPH）方法，通过引入有效势来考虑中心物体的影响，首次提出了Kerr黑洞周围吸积盘中驻激波形成的理论，数值模拟结果与理论结果符合得很好.我们发现无粘流中的激波是非常稳定的。我们还消除了关于绝热流中激波的位置和稳定性的模糊性。最后，我们概述了我们的发现与活动星系核（AGN）和类星体中的吸积盘有关的一些天体物理学结果。
1994-07-07 astro-ph gr-qc
Revisited equilibrium solution of Fishbone and Moncrief torus for extended GRMHD simulations
本文推广 Fishbone–Moncrief 环面平衡解至任意稳态轴对称时空，并通过 GRHD 模拟验证其在非 Kerr 时空中长期稳定，可用于构建扩展 Kerr 黑洞的新 GRMHD 库。
2024-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Kerr-de Sitter Universe
现在人们普遍认为，我们所理解的宇宙正在加速膨胀，并且很好地符合德西特模型。因此，黑洞的现实假设必须将它们置于德西特背景下，而不是像广义相对论中通常所做的那样置于闵可夫斯基背景下。与天体物理学最相关的黑洞是不带电的旋转克尔解，它是更一般的克尔-纽曼度规的一员。卡特\cite{DWDW}发现了一个将旋转克尔黑洞推广为具有宇宙学常数$Λ$的爱因斯坦方程的解。它通常被称为克尔-德西特时空。在这里，我们讨论这个时空的视界结构和它对$Λ$的依赖性。我们记得，在$\La>0$宇宙中，术语“极端黑洞”指的是具有角动量$J > M^2 $的黑洞。我们得到了黑洞最大自旋值的显式数值结果，并得到了（$Λ$，spin）参数空间中容许Kerr洞的分布.我们看看的共形结构的扩展时空和嵌入的3-几何的空间超曲面。与Reissner-Nordström-de Sitter时空类比，特别是通过把Kerr-de Sitter因果结构看作是Reissner-Nordström-de Sitter因果结构的变形，我们证明了扩展时空的空间截面是3-球面，其中包含在极点处的Kerr洞视界的2维拓扑球面截面。根据如何定义$t=$恒定三维空间，这些洞可以被视为黑洞或白洞（四种可能的组合）。
2010-11-02 gr-qc
3D simulations of the accretion process in Kerr space-time with arbitrary value of the spin parameter
本文给出了Kerr时空中绝热吸积和球对称吸积的三维广义相对论流体动力学模拟结果。我们考虑具有自旋参数$|a_*| \le 1$（黑洞）和$|a_*| > 1$（超自旋）的紧致物体。我们的全三维模拟证实了赤道外流的形成高值的$|a_*|$，在我们以前的工作中发现的2.5维。我们发现，确定强大的外流发病的$|a_*|$的临界值主要取决于紧凑的对象的半径。赤道外流现象在黑洞周围几乎不发生，因此可以用来检验天体物理黑洞候选者的束缚$|a_*| \le 1$。
2010-08-20 astro-ph.HE gr-qc
Remarks on the black hole shadows in Kerr-de Sitter space times
这项工作是面向分析的阴影投下的克尔德西特（KdS）和克尔德西特重温（RKdS）黑洞。考虑到观察者在附近的静态半径，我们推导出的碰撞参量定义的明显位置的阴影。这样的观察者对我们的工作很有意义，因为嵌入图已经表明，德西特时空在静态半径附近类似于渐近平坦的时空。我们还将所得结果与文献[1]中的结果进行了比较分析。[1]的文件。此外，我们数值计算得到的曲率半径，垂直直径和水平直径的阴影。我们发现，对于$Λ=1.11\times 10^{-52} m^{-2}$，M87* 观测不能区分RKdS黑洞阴影和Kerr黑洞阴影.此外，对于相同的$Λ$值，KdS和RKdS黑洞阴影是相同的。以前，它也已经表明，当$Λ=1.11\times 10^{-52} m^{-2}$，KdS和克尔黑洞的阴影是无法区分的。利用2017年对M87* 的EHT观测，在阴影特征半径的允许范围内，我们得到了对两个黑洞的约束。当α/M>0.812311时，我们观察到大倾角（$θ>30.5107^{\circ}$）对KdS和RKdS黑洞都不通过约束。
2022-05-15 gr-qc
Tidal disruptions by rotating black holes: relativistic hydrodynamics with Newtonian codes
我们提出了一个近似的方法来研究恒星潮汐扰动的相对论制度的旋转大质量黑洞。它结合了一个精确的相对论描述的流体动力学演化的测试流体在一个固定的弯曲时空与牛顿处理流体的自重。利用两种不同的坐标系导出了克尔时空运动方程的显式表达式。我们在现有的牛顿光滑粒子流体动力学代码中实现了新的方法，并表明，包括额外的物理涉及很少的额外计算成本。我们仔细探索新方法的有效性，首先测试其恢复测地线运动的能力，然后通过比较潮汐破坏模拟的结果与以前的相对论研究。我们进一步比较模拟Boyer-Lindquist和Kerr-Schild坐标，并得出结论，我们的方法允许准确的模拟，即使是潮汐中断事件，恒星深入旋转黑洞的潮汐半径内渗透。最后，我们使用新的方法来研究黑洞自旋对潮汐破裂产生的碎片流的形态和回退率的影响，发现虽然自旋对回退率的影响很小，但它确实对流的形态产生了很大的影响，甚至可以成为恒星本身生存或破裂的决定因素。我们的方法进行了详细讨论，作为未来天体物理应用的参考。
2017-05-24 astro-ph.HE gr-qc
The Kijowski--Liu--Yau quasi-local mass of the Kerr black hole horizon
利用双曲空间中快速旋转Kerr黑洞空间视界的等距嵌入，计算了任意自旋参数$j=J/m^2$的视界准局域质量.质量从$j=0$时ADM质量的两倍单调递减至$j=\sqrt{3}/2$时的$1.76569m$。然后在$j=0.99907$附近单调增加到一个最大值，最后在$j=1$处减小到$2.01966m$，这对应于极端的Kerr黑洞.
2021-09-30 gr-qc hep-th math.DG
Kerr Effective Black Hole Geometries in Supergravity
本文将与静态 Love 数、软毛和低频散射相关的有效 Kerr 时空显式嵌入 N=2 超引力，并通过比较物理量、内部结构、测地线和准正常谱揭示其内部差异。
2024-06-15 gr-qc hep-th
Conformal-Mapping Method for Horizon Multipoles in Numerical Relativity: Implementation, Kerr Validation, and Applications Beyond Axisymmetry
Chung-Ang University（中央大学）
该研究提出保角映射方法（CMM），经克尔验证后应用于双黑洞并合，可在固定参考系中计算非轴对称黑洞的多极矩，适用于无稳定对称轴的动力学视界几何研究。
2026-08-11 gr-qc
Spinning Black Hole in a Fluid
本文提出扩展流体模型中的旋转黑洞模拟引力，通过量纲分析导出声学度规参数，揭示视界与能层，验证探针粒子行为，为凝聚态系统提供黑洞类比。
2024-02-23 gr-qc
Dynamics of oscillating relativistic tori around Kerr black holes
本文对Kerr黑洞背景时空中相对论性轴对称吸积环的动力学进行了全面的数值研究。通过结合广义相对论流体力学模拟与线性微扰方法，我们研究了这些对象在一个大的参数空间的主要动力学性质。我们的研究结果的天体物理学意义的扩展和改进两个有趣的结果，最近在文献中报道。首先，质量四极矩的准周期性变化使得相对论性的核物质密度环面，就像那些在双中子星合并的最后阶段形成的环面一样，是有希望的引力辐射源，有可能被干涉仪器探测到。其次，$p$模式振荡的相对论环面的低静止质量密度可以用来解释高频准周期振荡的条件下观察到的X射线双星包含一个黑洞候选人比那些考虑到目前为止更一般。
2004-11-04 astro-ph gr-qc
GEMS embeddings of Schwarzschild and RN black holes in Painlevé-Gullstrand spacetimes
利用高维整体嵌入Minkowski时空（GEMS），我们将Painlevé-Gullstrand（PG）时空所写的具有非对角度量分量的（3+1）维Schwarzschild和Reissner-Nordström（RN）黑洞分别嵌入到（5+1）维和（5+2）维平坦时空中.因此，我们已经证明了时空的GEMS嵌入与度量中的对角项和非对角项的等价性。此外，借助于它们满足各种边界条件的测地线方程，在平坦嵌入时空中，我们直接得到了自由下落的温度。我们还证明了PG时空中自由下降的温度在事件视界之外是有明确定义的，而它们等价于Hawking温度，Hawking温度是在视界和无穷远之间的原始弯曲时空中得到的。这将有助于研究更真实的克尔或旋转BTZ黑洞的GEMS嵌入。
2021-12-29 gr-qc
Hydrodynamics and global structure of rotating Schwarzschild black holes
利用旋转Schwarzschild黑洞度规，研究了理想流体沿锥面向内旋转流向黑洞时的流体动力学性质。在旋转Schwarzschild黑洞的赤道面上，我们导出了具有有效势的径向运动方程和稳态轴对称流体的Euler方程。此外，数值分析计算了旋转Schwarzschild流形上粒子的有效势，包括单位静止质量的角速度、总能量和角动量。在旋转史瓦西黑洞事件视界内外也构造了高维的全局嵌入。
2005-03-18 gr-qc
Geometrical and hydrodynamic aspects of five-dimensional Schwarzschild black hole
利用五维Schwarzschild黑洞，研究了高维黑洞的几何性质，得到了（6+1）维整体嵌入Minkowski空间结构.我们接着得到了这个五维流形上的霍金温度，它的结果不同于四维流形。相反，在五维时空中，大质量粒子或光子的爱因斯坦方程的径向分量与四维黑洞的径向分量具有相同的形式。此外，我们构造了限制三膜赤道面上的有效势，以研究粒子或光子在该限制三膜上的行为。
2013-01-27 gr-qc
Dynamical and Thermodynamical Aspects of Interacting Kerr Black Holes
本文考虑两个等质量黑洞的渐近平坦双克尔解，它们的角动量相同或相反，且它们之间有一个无质量的支柱。对于固定的角动量和质量，两个同向旋转的Kerr黑洞的角速度随着它们彼此靠近而减小，从无限远距离处的Kerr值减小到具有两倍质量和角动量的单个Kerr黑洞的值。我们证明了极端同向旋转克尔黑洞的J/M^2之比从无限远分离时的1变化到合并极限时的2。这些结果解释的旋转拖动和反向旋转克尔黑洞的情况下进行比较。然后，我们分析合并的ergo区域。在同向旋转的情况下，合并点发生在π/2的角度，与最近的一般论点一致。在反向旋转的情况下，各能区永远不会合并。我们研究了这两种情况下的地平线几何作为距离的函数，并提供嵌入图。最后，我们研究了同旋双Kerr系统的量子演化，表明在正则系综中，对于快速自旋的黑洞，它是量子稳定的。对于单Kerr黑洞，稳定相和不稳定相被一个二级相变分开。我们表明，对于大的固定角动量的两个克尔黑洞达到一个最小的距离，视界合并发生之前，在那里的物理近似打破。我们还考虑了微正则系综，研究了双克尔系统的最大能量随黑洞间距的变化。
2009-03-02 gr-qc hep-th
Dynamics of test particles in thin-shell wormhole spacetimes
研究了Visser（1989 Nucl.Phys.B328203; 1995 Wormholes：from Einstein to Hawking（Woodbury，MN：American Institute of Physics））提出的剪切粘贴方法构造的可穿越Schwarzschild和Kerr薄壳虫洞中的测地线运动。轨道的椭圆函数计算精确，并与嵌入图的帮助下可视化。
2013-08-08 gr-qc
Tori sequences as remnants of multiple accreting periods of Kerr SMBHs
活动星系核中的超大质量黑洞在其生命周期中由于吸引子与环境的相互作用而具有多吸积周期的特征。这些多吸积事件应该会在围绕吸引子运行的物质中留下痕迹。围绕SMBH运行的反向旋转甚至错位的结构将是这些事件的后果。在这项工作中，我们的任务是考虑这种吸积发生的情况下，并跟踪其残余物所代表的几个环形吸积流体，共旋或相对于中央克尔吸引子反转，并在各种制度的物质配置的演变过程中创建围绕SMBHs。我们特别关注物质不稳定性的出现，即，环面碰撞、中心克尔黑洞上的吸积，或类似喷流结构（原喷流）的产生。每个轨道配置都由旋转完美流体平衡配置的广义相对论流体动力学博耶条件决定。我们证明，序列的配置和热点，发生不稳定性，表征克尔SMBHs，主要取决于他们的自旋质量比。流体相对于中心黑洞的旋转以及流体与黑洞之间的相对旋转强烈地限制了环面吸积或碰撞的发生。我们的研究提供了吸引子的特征，可以发现和观察到多吸积事件的痕迹。
2017-11-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The gravitational collapse of the dust toward the newly formed rotating black holes in Kerr and 4-D Einstein-Gauss-Bonnet Gravities
本研究在广义引力与4维Einstein-Gauss-Bonnet引力框架下，通过含相对论流体力学的数值模拟，探究黑洞自转参数与EGB耦合常数对尘埃向新生旋转黑洞坍缩的曲率效应、吸积盘动力学及吸积率的影响。
2023-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Model for an optically thick torus in local thermodynamic equilibrium around a black hole
本文提出了一个简单的克尔黑洞周围局部热力学平衡的光学厚辐射环面模型。不受辐射场影响的流体动力学结构与所谓的抛光甜甜圈相同。在等熵流体和多方状态方程的假设下，相对论辐射流体力学方程的简单稳态和轴对称解是可能的，其中环面的温度与比焓成比例。简要讨论了该模型的天体物理相关性。
2015-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Hydrodynamics around Black Holes and Horizon Adapted Coordinate Systems
尽管爱因斯坦方程的史瓦西解和克尔解在标准史瓦西坐标和Boyer-Lindquist坐标中存在坐标奇点，但所有关于坍缩物体上吸积流的数值研究多年来都广泛使用它们。这种方法在应该保证顺利解决的地方引入了概念和实际复杂性，即，在引力半径处。本文提出了一种求解背景（固定）黑洞时空中广义相对论流体动力学方程的方法。我们确定类的坐标（可能旋转）黑洞度规是免费的坐标奇点在地平线上，独立于时间，并承认类空分解。在球对称，非旋转的情况下，我们重新推导的精确解的尘埃和完美的流体吸积在Eddington-Finkelstein坐标，并比较数值流体动力学积分。我们进行代表性的轴对称计算。这些演示表明，这些坐标系的使用进行了显着的改进，特别是对于高维的研究。
1998-03-26 astro-ph gr-qc
Properties of the instantaneous Ergo Surface of a Kerr Black Hole
本文研究了Kerr黑洞的瞬时各能曲面的性质。表面积以闭合形式评估。根据质量（$m$）和角速度（$a$），在$a$的第二阶，ergo表面的面积由$16 πm^2 + 4 πa^2$给出（与事件视界的熟悉$16 πm^2 - 4 πa^2$相比）。而瞬时事件视界的总曲率是$4 π$，在因此表面上，由于亏损角$2 π(1-\sqrt{1-(a/m)^2})$的轴（$θ=0,π$）上的圆锥奇点，它的范围从$4 π$（对于$a=0$）到0（对于$a=m$）。高斯-博内定理的一个仔细的应用表明，ergo曲面仍然是拓扑球形的。等距嵌入的ergo曲面在欧几里德3-空间定义为$0 \leq a/m \leq 1$（相比$0 \leq a/m \leq \sqrt{3}/2$的地平线）。
2001-03-19 astro-ph gr-qc
Testing SgrA$^*$ with the spectrum of its accretion structure
SgrA $^*$是银河系中心的超大质量黑洞候选者，也是测试广义相对论的理想实验室。根据其他作者的工作，我们使用波兰甜甜圈模型来描述一个光学薄和恒定的角动量离子环在流体动力学平衡和模型的吸积结构周围SgrA $^*$。辐射机制是韧致辐射、同步辐射和逆康普顿散射。我们计算的频谱所看到的一个遥远的观察者在克尔和非克尔时空，我们研究如何准确的测量可以约束可能的偏差形式的克尔解决方案。在从一个薄的吸积盘发射的情况下，我们发现一个实质性的简并之间的自旋和可能的偏离克尔几何的确定，即使当离子环面的参数是固定的。这意味着，即使在良好的数据和系统学控制下，该技术也不能独立地测试SgrA $^*$的性质。然而，它可能会与其他测量（黑洞阴影，无线电脉冲星等）相结合。
2015-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Jet launching from the Kerr black hole magnetosphere: An electrogeodesic approach
Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics（阿诺德·索末菲理论物理中心）；Univ Lyon, CNRS, ENS de Lyon, Laboratoire de Physique (LPENSL)（里昂大学，法国国家科学研究中心，里昂高等师范学院，物理实验室）；Departament de Física, EEBE, Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学，高等工程学院，物理系）；LUX, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎天文台，PSL大学，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Laboratoire de Mathématiques de Bretagne Atlantique, CNRS UMR 6205, Université de Bretagne Occidentale（布列塔尼西部大学，法国国家科学研究中心）
本文提出了一种基于电几何运动的解析模型，用于描述Kerr黑洞磁层中喷流的发射机制，揭示了粒子加速区域与自转、磁化的关系。
2026-03-02 astro-ph.HE gr-qc
Disformal Kerr Imprints on BHL Accretion: Shock Morphology, PSD Signatures, and Observational QPO Counterparts
American University of the Middle East（中东美国大学）；Virtual University of Pakistan（巴基斯坦虚拟大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
通过研究缓慢旋转的变形克尔黑洞周围BHL吸积的流体动力学形态和时序行为，揭示了时空参数对吸积形态的影响，并发现弱变形偏离可产生与观测一致的低频和高频准周期振荡。
2026-06-02 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Common-envelope Dynamics of a Stellar-mass Black Hole II: Kerr Black Hole
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）
研究恒星质量黑洞与红超巨星包层相互作用时的质量和动量吸积率，通过二维模拟探索多种参数，观察到激波锥等现象，提供了相关物理量随黑洞自旋等因素变化的解析拟合，为共包层阶段广义相对论流体动力学建模提供见解。
2026-07-09 astro-ph.HE gr-qc
Taking the Null-Hypersurface Limit in the Parikh-Wilczek Membrane Approach
本文研究了黑洞 Parikh-Wilczek 膜方法中视界极限的细节，细化了引力投影方程与流体动力学 RDNS 方程的对应关系，发现一般构型下存在额外项，但在精确黑洞解中因非膨胀视界性质可简化为标准形式，从而提供了一致性检验。
2024-11-12 gr-qc hep-th
Dependence of General Relativistic Accretion on Black Hole Spin
我们提出了一种新的方法来研究黑洞自旋如何影响天体物理吸积的行为。我们研究的终端行为的广义相对论，多跨音速，流体动力学平流吸积的克尔度规，通过分析各种动力学以及热力学性质的吸积物质非常接近的事件视界，作为克尔参数$a$的函数。这种流的跨音速性质的检查可以是有用的自洽区分逆吸积和逆行相对论吸积，并在研究黑洞旋转的光谱特征。
2004-08-10 astro-ph gr-qc
Analytic solution of a magnetized tori with magnetic polarization around Kerr black holes
我们提出了Kerr黑洞周围的第一族磁极化平衡环面。通过假设环面是线性介质，在测试流体近似中获得模型，使得可以通过磁化率$χ_{m}$来表征流体的磁极化。模型的磁流体动力学（MHD）结构通过以下Komissarov方法求解，但为了包括流体的磁极化，修改了磁性对应物的可积性条件。根据磁化率在空间中是否恒定，我们构造了两种磁化环面。在具有恒定$χ_{m}$的模型中，我们发现顺磁环面（$χ_{m}>0$）在盘的内边缘$r_{in}$和中心$r_{c}$之间的区域中比反磁环面（$χ_{m}<0$）更致密且磁化更弱;然而，我们发现$r>r_{c}$的行为相反。现在，在具有非常数$χ_{m}$的模型中，在$\partialχ_{m}/\partial r<0$的区域中，环面变得比Komissarov解更磁化，而当$\partialχ_{m}/\partial r>0$时，环面变得更少磁化。然而，值得一提的是，在本文中提出的所有解决方案中，磁压力大于流体动力压力。这些新的平衡环面可以用于研究磁介质对旋转黑洞的吸积。
2018-08-22 astro-ph.HE gr-qc
Removal of conical singularities from rotating C-metrics and dual CFT entropy
本文通过 Ehlers 变换将旋转 C-度规嵌入旋转引力宇宙，借自旋—自旋相互作用消除两处锥形奇点，并用 Kerr/CFT 技术研究其熵及带电推广。
2023-08-20 gr-qc hep-th
Unified Mass-Scaled QPO Signatures of Kerr Sen Black Holes from Stellar Mass to Supermassive Sources
American University of the Middle East（中东美国大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Khazar University（阿塞拜疆哈萨克斯坦大学）
数值研究Kerr-Sen黑洞的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积，发现电荷变形改变激波锥形态和QPO频率，产生近3:2和2:1谐振结构，并通过逆质量标度与观测QPO对比，为不同质量黑洞的时变特征提供统一解释。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc
Partial tidal disruption of White Dwarfs in off-equatorial orbits around Kerr black holes
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究了Kerr黑洞非赤道轨道上白矮星部分潮汐破坏事件的物理特性及观测特征
2025-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Shadows and amplitude luminosity of an embedded rotating black hole
Universidade Federal do Paraná（巴拉那联邦大学）；Federal University of Latin-American Integration（拉丁美洲一体化联邦大学）；Universidad Industrial de Santander（桑坦德工业大学）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
本研究拓展Kerr度规分析五维嵌入的Gurses-Gursey旋转黑洞的阴影与光度，发现其Kerr极限下符合M87观测结果，且存在可被未来高分辨率实验探测的偏差。
2025-10-08 gr-qc
Ringed accretion disks: equilibrium configurations
研究了一个由若干个环围绕一个超大质量Kerr黑洞吸引子旋转组成的环形吸积盘模型。环形盘的每个环由旋转完美流体的平衡构型的广义相对论流体动力学Boyer条件支配。环面的性质，然后可以确定一个适当定义的有效的潜力，反映背景克尔几何和离心效应。在超大质量黑洞周围物质结构的演化过程中，环形盘可以在不同的状态下产生。因此，同向旋转环和反向旋转环都必须被认为是环状圆盘的组成部分。我们提供了各种环形配置的存在性和稳定性的模型参数的约束条件，并讨论发生吸积到克尔黑洞和可能的发射喷气机从环形磁盘。我们证明，各种环形磁盘可以其特征在于由一个最大数量的环。我们还提出了一个扰动分析的基础上的环盘的振荡组件的演变。环状盘演化的不稳定阶段的动力学似乎是有前途的高能量现象在活动星系核中表现出来。
2015-10-13 astro-ph.HE gr-qc
Three-dimensional relativistic simulations of rotating neutron-star collapse to a Kerr black hole
我们提出了一个新的三维全广义相对论流体动力学代码使用高分辨率的冲击捕获技术和共形无痕的爱因斯坦方程的制定。除了提出一套完整的测试，代码通过非常高的精度，我们讨论了它的应用研究的引力坍缩均匀旋转的中子星克尔黑洞。最初的恒星模型被建模为相对论多面体，这是长期或动态不稳定和角速度的范围从缓慢的旋转到质量脱落的限制。我们研究引力坍缩，不仅要仔细研究物质的动力学，而且要仔细研究坍缩过程中形成的俘获表面，即表观视界和事件视界。使用这些表面，再加上动态视界框架，可以精确测量黑洞的质量和自旋。成功地执行这些模拟足够长的时间的能力依赖于切除的计算域，其中包括奇点，是在明显的地平线。坍缩物质的动力学受到原始恒星初始角动量的强烈影响，对于具有足够高角速度的初始模型，坍缩可能导致在差速旋转中形成不稳定的圆盘。所有使用均匀旋转的初始数据和多方或理想流体状态方程进行的模拟都没有显示出激波或黑洞外稳定轨道上存在物质的证据。
2005-01-30 astro-ph gr-qc
Influence of the geometric configuration of accretion flow on the black hole spin dependence of relativistic acoustic geometry
低角动量流体动力学流体在Kerr黑洞上的广义相对论吸积的线性扰动导致嵌入背景流中的弯曲声学几何的形成。这种声波几何的特征取决于黑洞的自旋。这种依赖性可以通过研究声学表面重力$κ$与克尔参数$a$的相关性来探测。$κ- a$关系进一步受到吸积流结构的几何构型的影响。在这项工作中，这种影响已被研究的多跨音速激波吸积的线性扰动的广义相对论流剖面导致形成两个类似的黑洞型地平线上形成的音速点和一个类似的白洞型地平线上形成的激波位置产生发散的声表面重力。依赖的$κ- a$关系的几何配置也已研究了单跨音速吸积，在整个跨度的克尔参数，包括逆行流。对于吸积的天体物理黑洞，本工作因此调查如何嵌入的相对论性声波几何的显着特点可能不仅由背景时空，但也由嵌入物质的流动配置确定。
2017-11-27 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamic and Electromagnetic Discrepancies between Neutron Star and Black Hole Spacetimes
本文通过广义相对论流体与电磁模拟，揭示中子星高阶多极矩导致其外部吸积流和磁层与黑洞Kerr时空存在显著差异，指出在中子星数值模拟中使用Kerr度规具有重要局限。
2025-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Accretion flow around Kerr metric in the infra-red limit of asymptotically safe gravity
American University of the Middle East（中东美国大学）；Jamia Millia Islamia（贾米阿米尔亚伊斯兰大学）；University of KwaZulu-Natal（夸祖鲁-纳塔尔大学）；Virtual University of Pakistan（巴基斯坦虚拟大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Khazar University（哈萨尔大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）；Tashkent State Technical University（塔什干国立技术大学）；Urgench State University（乌尔根奇国立大学）
该研究探讨了在渐近安全引力的红外极限下，Kerr 度规周围吸积流的动力学及准周期振荡的形成机制，揭示了量子修正对激波锥结构的影响及自转与量子参数对振荡模式的调控作用。
2026-02-03 astro-ph.HE gr-qc
On the single versus the repetitive Penrose process in a Kerr black hole
本文回归原始彭罗斯过程，通过转向点条件求解运动方程，证明单次衰变即可提取克尔黑洞旋转能量，并量化了三个半径处的效率，同时指出MTW73重复模型违反能量守恒，需引入不可约质量修正。
2024-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Strong-field tidal distortions of rotating black holes: III. Embeddings in hyperbolic 3-space
在以前的工作中，我们开发的工具，用于量化的潮汐扭曲的黑洞的事件视界，由于轨道伴侣。这些工具使用的技术需要大的质量比（伴星质量$μ$比黑洞质量$M$小得多），但可以用于任意的束缚轨道和任何黑洞自旋。我们还展示了如何通过将这些扭曲的黑洞的视界嵌入到全局欧几里得三维空间${\mathbb{E}}^3$中来可视化这些黑洞。这种可视化说明了有关视界动力学的有趣且重要的信息。不幸的是，我们不能用自旋参数$a_* > \sqrt{3}/2 \approx 0.866$来可视化黑洞：这样的黑洞不能全局嵌入${\mathbb{E}}^3$。在本文中，我们克服了这个困难，展示了如何嵌入的视界潮汐扭曲克尔黑洞在一个双曲3空间，${\mathbb{H}}^3$。利用黑洞微扰理论计算了潮汐畸变事件视界的高斯曲率，并由此建立了畸变视界的二维度规。我们发展了一种在${\mathbb{H}}^3$中嵌入潮汐畸变层位的数值方法。作为应用，我们给出了自旋为$a_*=0.9999$的潮汐相互作用黑洞在${\mathbb{H}}^3$中的嵌入序列.在以前的工作中看到的小振幅，高频振荡在这些嵌入中表现得特别清楚。
2017-04-20 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole spin dependence of general relativistic multi-transonic accretion close to the horizon
我们引入了一种新的形式主义，研究天体物理黑洞的自旋角动量在影响低角动量广义相对论吸积行为中的作用。提出了一种与度规无关的轴对称广义相对论流分析方法，并由此建立了Kerr度规下描述广义相对论流体动力吸积流的时空相关方程.给出了这种流动方程的定常临界解，并利用一种优雅的线性扰动技术研究了定常跨音速构型的稳定性。我们研究了下落物质的性质，作为克尔参数的函数，在非常接近的事件视界的反吸积和逆行吸积。我们的方法可以用来识别一种新的黑洞自旋的光谱特征，并有可能实现对应于低角动量吸积流的黑洞阴影成像。
2014-12-31 astro-ph.HE gr-qc
On Spin Dependence of Relativistic Acoustic Geometry
这项工作首次尝试了解黑洞背景时空在确定嵌入的相对论声学几何的基本属性的影响。为了完成这一任务，研究了流体动力学流体轴对称流入旋转黑洞时，天体物理学黑洞的自旋角动量（克尔参数$a$ -背景黑洞度规的一个代表性特征）在估计声表面重力值（相应模拟时空的代表性特征）中的作用。由于几乎所有天体物理学上的黑洞都被认为具有某种程度的内禀旋转，因此理解克尔参数对经典类比模型的影响非常重要。对于描述上述流动的初始边界条件的某些值，可以形成多于一个的声学视界，即两个黑洞类型和一个白洞类型，其中表面重力在声学白洞处可以变为形式上无限大。相应的模拟霍金温度与天体物理学相关的观测与光谱特征之间的联系进行了讨论。
2012-04-05 astro-ph.HE gr-qc
Outflows from naked singularities, infall through the black hole horizon: hydrodynamic simulations of accretion in the Reissner-Nordström space-time
本研究首次完成Reissner-Nordström时空中致密天体吸积的流体动力学模拟，对比发现黑洞吸积物质会坠入视界，而裸奇点吸积会形成环面内结构并产生强劲外流，结果可用于检验星系核中心致密天体的时空度规。
2024-08-15 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave and X-ray Signals from Stellar Disruption by a Massive Black Hole
引力波和X射线耀斑预计来自大质量黑洞对恒星的潮汐破坏。利用相对论光滑粒子流体动力学程序，我们研究了经过史瓦西或克尔黑洞（10^5-6 Msun）附近的俯冲轨道上主序星和氦星的命运。我们表明，四极引力波在潮汐破裂过程中发射的描述合理，即使在强相遇的情况下，点粒子近似。根据Goddern方法进行的另一项水动力计算表明，在足够高的潮汐压缩作用下，会产生冲击。激波加热导致了X射线耀斑，对于被10^6兆太阳黑洞破坏的太阳型恒星来说，这是在keV范围内，与引力波信号有关。X射线耀斑的硬度和持续时间可以作为中心黑洞质量的诊断。
2004-07-22 astro-ph gr-qc
Horizonless black hole mimickers with spin
本文用 Ernst 势将旋转无视界黑壳按角动量微扰求解至 $a^6$ 阶，量化其多极矩相对 Kerr 黑洞的偏差，并揭示由 Unruh 效应维持的循环流结构。
2024-01-24 gr-qc hep-th
