Non-conservation of Carter in black hole spacetimes
在克尔黑洞附近自由下落点粒子服从一个守恒定律，即它们的卡特常数。我们认为这个守恒定律是一个更一般的守恒定律的特殊情况下，有效的任意过程服从当地的能量动量守恒的猜想。在一些相当一般的假设下，我们证明了这个猜想是错误的：在克尔背景下，不存在可简化为单个点粒子的卡特守恒的守恒应力-能量张量的守恒定律。
2015-06-16 gr-qc
Violation of the Carter-Israel conjecture and its astrophysical implications
基于卡特-伊斯雷尔猜想，我们现在相信银河系和宇宙中的一些致密的大质量物体是克尔黑洞。然而，这一想法还不能通过观察得到证实。我们目前可以获得这些物体质量的可靠估计，但我们不知道它们周围的时空是否由克尔度规描述，也不知道它们是否有事件视界。Kerr黑洞的基本极限是Kerr界$|a_*| \le 1$。在这里，我讨论了一些天体物理的影响与违反这个界限，因此可以用来测试卡特-以色列猜想。
2010-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Carter Constant and Angular Momentum
研究了非相对论偶极场中粒子的类卡特常数。这种特殊的情况是一个失踪的环节卡特常数在静态轴对称时空，如克尔解决方案和它的可能的牛顿对应。我们用这个系统把角动量的定义从牛顿力学推广到相对论性的静止轴对称静止时空。
2015-07-05 gr-qc
Carter-like Constant of Motion in Newtonian Gravity is the Vinti Integral
我们比较了经典天体力学的Vinti积分与Clifford Will最近发现的牛顿理论中的轴对称体的保守的卡特积分运动。我们证明了积分是相同的。它揭示了新的光的克尔几何的牛顿极限。
2018-06-11 gr-qc
Carter's constant revealed
本文给出了Kerr黑洞中测地线运动的Carter常数的一个新公式。它表明，卡特常数对应于总角动量加上一个精确定义的部分，这是二次的线性动量。在使引力常量趋于零的弱场极限下，该刻画是精确的。这表明，新的形式可以是有用的，在当前的研究中的极端质量比inspiral（EMRI）系统发射引力辐射的动力学。
2009-03-19 astro-ph gr-qc
Testing spacetime symmetry through gravitational waves from extreme-mass-ratio inspirals
即将到来的空间引力波探测器的主要目标之一是测量极端质量比吸气的兆赫范围内的辐射。这样的探测将对天体物理学稳定的黑洞的克尔描述的假设偏离施加强有力的限制。克尔几何在广义相对论中是唯一的，它以卡特常数的形式存在高阶对称性，这意味着描述克尔背景中测试粒子运动的运动方程是刘维尔可积的。在这篇文章中，我们调查是否卡特对称性本身是从一个通用的变形的克尔度规在引力波形，这样的inspirals辨别。我们建立在以前的研究通过构建一个新的度量，尊重当前的观测约束，描述了一个黑洞，并包含两个非克尔参数，其中一个控制的存在或不存在的卡特对称性，从而控制混沌轨道的存在，另一个作为一个通用的变形参数。我们发现，这两个参数从根本上引入不同的功能，轨道动力学，并通过显着的失相显示在引力波形。虽然只在四极近似下进行了探索，但这一点与费舍尔度规分析一起表明，除了引力的主导理论之外，引力波数据分析也许能够检验时空的基本对称性。
2020-09-15 gr-qc nlin.CD
Null infinity waveforms from extreme-mass-ratio inspirals in Kerr spacetime
描述了Kerr时空中Teukolsky方程的双曲紧化。我们包括零无限的数值网格附加双曲面层的旋转黑洞和一个螺旋点粒子的轨道周围的紧凑的域。这种技术使我们能够研究，第一次，从大的和极端的质量比吸入克尔时空中提取的零无穷大的引力波形。我们的结果与以前的计算的测试和比较建立的双曲面层方法的准确性和效率。
2011-12-12 gr-qc
The adiabatic evolution of orbital parameters in the Kerr spacetime
研究了克尔时空点粒子在引力波辐射下的绝热轨道演化。在轨道演化的时间尺度足够小于典型轨道时间尺度的情况下，轨道演化的特征在于三个运动常数的变化率，即能量$E$、方位角动量$L$和卡特常数$Q$。对于$E$和$L$，我们可以根据平衡论的观点，从无穷远处和事件视界上的能量和角动量的通量来估计它们的变化率。另一方面，对于卡特常数，我们不能使用平衡论证，因为我们不知道与之相关的守恒流和相应的守恒定律。最近，Mino提出了一种利用辐射场计算Carter常数平均变化率的新方法。在我们之前的论文中，我们根据米诺的提议制定了一个简化的方案来实际评估卡特常数的演变。在本文中，我们更详细地描述我们的方案，并推导出明确的解析公式的能量，角动量和卡特常数的变化率。
2005-11-29 astro-ph gr-qc
Carter-like constants of the motion in Newtonian gravity and electrodynamics
对于绕多极矩为Q_L的牛顿引力理论中的轴对称体运动的试验体，（对于在非相对论轨道上的电荷，其电荷分布具有相同的多极矩），我们证明了除了沿对称轴的能量和角动量分量外，还存在一个类似于广义相对论中Kerr时空的Carter常数的守恒量，如果奇数L阶矩为零，偶数L阶矩满足Q_2L = m（Q_2/m）^L.奇怪的是，这恰恰是旋转黑洞的无毛定理所要求的质量矩之间的关系。相比之下，如果牛顿引力被多极引力磁场所补充，而多极引力磁场的首项代表坐标系拖曳（或者如果静电场被多极磁场所补充），我们就无法找到类似的卡特常数。这进一步突出了广义相对论克尔几何的特殊性质。
2008-11-29 gr-qc
Beyond circular and equatorial orbits: Bayesian constraint on vector charge with the adiabatic inspirals of generic Kerr geodesics
Nanchang University（南昌大学）；Putian University（莆田学院）
该研究推导了一般克尔轨道上电磁卡特常数通量，结合引力通量构建绝热旋进，通过贝叶斯推断约束次级天体的矢量电荷，发现电荷与源参数强相关且约束随倾角非单调变化。
2026-09-30 gr-qc
The transition from adiabatic inspiral to geodesic plunge for a compact object around a massive Kerr black hole: Generic orbits
一个恒星质量的致密天体落入大质量克尔黑洞的内旋过程可以分为三个不同的阶段：绝热内旋阶段，内旋时间尺度远大于轨道周期;晚期径向下落阶段，可以近似为一条俯冲测地线;以及天体从内旋过渡到俯冲的阶段。在早期的工作中，Ori和Thorne概述了一种方法，用于计算圆形赤道轨道中紧凑物体在这种过渡期间的轨迹。我们推广这种技术，包括倾斜和偏心。
2008-05-08 gr-qc
On causality violation on a Kerr-de Sitter spacetime
对Kerr-de Sitter时空族的因果性质进行了分析，并与Kerr时空族的因果性质进行了比较。首先，我们证明了Kerr-de Sitter时空可以看作是Carter块的集合，即包含在Killing视界或Killing视界内的四维时空区域和渐近de Sitter区域。从这个角度来看，撇开拓扑标识，克尔德西特时空的因果性质是由被视为时空的各个卡特块的因果性质决定的。我们表明，任何卡特的块是稳定的因果关系，除了包含环奇点的块。后者是恶性集：在这样的块中的任何两个事件都可以通过未来（分别是过去）有向类时曲线连接起来。这种行为与包含克尔环奇点的Boyer-Lindquist块的因果行为相同，它们也是恶性集。另一方面，在裸克尔奇点的情况下，整个时空是一个恶集，因而闭合的类时曲线穿过任何事件，包括位于渐近区域的事件，而在克尔-德西特时空的情况下，宇宙学视界意味着渐近德西特区域在因果上表现良好。在这一点上，正的宇宙学常数似乎改善了基础时空的因果行为。
2018-12-21 gr-qc
Conserved currents for electromagnetic fields in the Kerr spacetime
我们构造了各种守恒电流的测试电磁场的克尔背景。我们的程序涉及电磁学和对称算子的辛积，产生了Andersson，Bäckdahl和Blue（2015）给出的守恒电流，以及一个新的守恒电流。在几何光学极限下，这些电流约化为光子的卡特常数（的正幂）之和，并推广了卡特（1977）发现的涉及Killing张量的标量场的电流。我们还证明了我们的新电流通过零无限和视界的通量是有限的。
2020-09-11 gr-qc
The Carter Constant for Inclined Orbits About a Massive Kerr Black Hole: I. circular orbits
在一个极端的双黑洞系统中，轨道在克尔时空中演化时会增加它的倾角（i）。我们把注意力集中在近极轨道的卡特常数（Q）的行为，并制定了一个分析，是独立的，并补充辐射反应模型。对于史瓦西黑洞，极轨道代表了在给定的直距（l）和偏心率（e）值下Q最大的逆行轨道和逆行轨道之间的邻接点。在大质量黑洞中引入自旋（S = |J| /M2），会导致这个边界或邻接点向更大的轨道倾角移动，因此它不再清晰地将逆轨道和逆轨道分开。为了验证Kerr黑洞（KBH）的邻接性，我们首先研究了测试粒子关于KBH的最后稳定轨道（LSO），然后将这一工作推广到一般轨道。为了更好地理解Q的演化，我们开发了Q的解析公式，用l，e和S来描述邻接处的椭圆轨道，极轨道和最后稳定轨道（LSO）。通过了解桥台处dQ/dl的解析形式，我们能够检验Q的2 PN通量方程。我们还使用这些公式来数值计算的di/dl的假设圆形轨道，沿桥台发展。根据这些值，我们确定di/dl = -（122.7S - 36S^3）l^-11/2 -（63/2S + 35/4S^3）l^-9/2 -15/2Sl ^-7/2 -9/2Sl ^-5/2。因此，桥台成为一个重要的分析和数值实验室，用于研究克尔时空中Q和i的演化，并测试当前和未来的近极逆行轨道辐射反反应模型。
2011-01-19 gr-qc
New self-force method via elliptic partial differential equations for Kerr inspiral models
我们提出了一种新的方法，旨在避免数值的挑战，阻碍了计算的洛伦兹规范自作用力作用于一个紧凑的对象吸入克尔黑洞。这种类型的计算在创建极端质量比吸气的波形模板方面很有价值，这是即将到来的激光干涉仪空间天线任务的重要引力波来源。先前的双曲型偏微分方程（PDE）配方遇到了数值不稳定性，涉及未经检查的增长的时间，我们的新方法是基于椭圆型偏微分方程，不表现出这种不稳定性。为了证明概念，我们计算了作用在克尔黑洞周围圆形轨道上的标量电荷上的自作用力。我们预计这种方法将有助于计算一阶Lorenz规范Kerr度规微扰和自作用力，这可以作为二阶Kerr自作用力研究的基础。
2022-09-06 gr-qc
Toward a Complete Analysis of the Global Structure of Kerr-Newman Spacetime
试图补充卡特的部分调查的整体结构的对称轴上的克尔-纽曼时空。即通过引入一个与通常的Boyer-Lindquist时间坐标稍有不同的新的时间坐标，研究了Kerr-Newman度量的θ=常数类时子流形从对称轴到赤道平面的整体结构.证明了θ= θ_0（0 \leq θ_0 < π/2）子流形的最大解析扩张与Carter首先研究的对称轴的最大解析扩张相同，而θ= π/2赤道面的拓扑与Reissner-Nordstrom时空的拓扑相同.讨论了该方法对其它引力理论中Kerr-Newman型黑洞解的普遍适用性。
1997-06-02 gr-qc hep-th
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
Inspiral-Transition-Plunge Gravitational Waveforms Beyond Kerr: A Kerr-Newman Case Study
本文研究了Kerr-Newman背景下的二黑洞并合引力波形，通过显式建模后进动动态，显著收紧电荷-质量比约束，为未来非Kerr特征探测提供基础。
2025-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Adiabatic equatorial inspirals of a spinning body into a Kerr black hole
未来天基引力波探测器对极质量比引力波的探测需要足够精确的波形模板。由于较小次级体的自旋对于EMRI的探测和参数估计是不可忽略的，我们研究了它对带有自旋次级体的EMRI的引力波相位的影响。我们专注于一般偏心赤道轨道周围的克尔黑洞。为了模拟旋转的次级物体，我们使用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的极-偶极近似。此外，我们在自旋的轨道变量和引力波通量从各自的轨道线性化。我们得到这些通量通过使用Teukolsky形式主义在频域中。导出了自旋诱导修正对内旋绝热演化的演化方程。最后，通过对它们的数值积分，我们得到了自旋体和非自旋体的内旋引力波相移。
2022-01-18 gr-qc
Adiabatic inspirals under electromagnetic radiation reaction on Kerr spacetime
本文研究Kerr时空中带电天体在电磁辐射反作用下的绝热旋近，计算$(p,e)$平面轨迹并与引力波驱动情形比较，发现电磁驱动旋近圆化效率更低且受黑洞自旋影响。
2023-09-18 gr-qc
Adiabatic Evolution of three 'Constants' of Motion for Greatly Inclined Orbits in Kerr spacetime
小质量粒子$μ$围绕质量为$M$的Kerr黑洞的一般轨道由三个参数表征：能量、角动量和Carter常数.通过计算粒子发射的引力波的相应通量，可以得到能量和角动量的时均变化率。相比之下，卡特常数的时间平均变化率不能用引力波的通量来表示。最近，Mino提出了一种计算这种变化率的方法，我们将其改进为简化形式。在本文中，我们进一步扩展了我们以前的工作，给出了一个新的配方，而无需在一个小的倾角展开的帮助。
2007-05-31 gr-qc
Inspiral and Plunging Orbits in Kerr-Newman Spacetimes
本文给出了 Kerr-Newman 时空下沿一般非赤道类时测地线旋进并坠入事件视界的粒子轨迹解析解，涵盖束缚与非束缚运动，可退化为多种已知黑洞解，对极端质量比旋进的引力波辐射具有潜在意义。
2024-04-27 gr-qc
Small mass plunging into a Kerr black hole: Anatomy of the inspiral-merger-ringdown waveforms
我们在时域数值求解Teukolsky方程，得到了小质量粒子在Kerr黑洞赤道面上的引力波辐射。我们占轨道能量的耗散使用Teukolsky频域引力波通量圆形，赤道轨道，到光环。我们考虑Kerr自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$，并计算了（2，2），（2，1），（3，3），（3，2），（4，4）和（5，5）模式。我们研究大自旋制度，并发现一个非常简单的合并波形，由于暴跌轨道的极端圆形字符。我们还定量地研究了在衰荡过程中准正规模的混合，这会导致波形中复杂的振幅和频率调制。最后，我们解释了小质量比黑洞双星的研究如何有助于扩展有效的单体模型的可比质量，旋转黑洞双星的任何质量比和自旋幅度。
2014-04-07 gr-qc
Carter-like constants of motion in the Newtonian and relativistic two-center problems
在牛顿引力中，一个静止的轴对称系统存在第三个类卡特运动常数，如果它的质量多极矩以与克尔黑洞时空完全相同的方式相互关联。具有这种性质的牛顿源由两个相距固定距离的静止点质量组成。欧拉在18世纪60年代首次研究了关于这个源的运动的可积性。我们表明，广义相对论模拟的欧拉问题，巴赫-外尔的解决方案，不承认一个卡特的运动常数，首先，通过显示，它不具有非平凡的Killing张量，其次，通过显示，存在一个卡特的两个中心的问题，在第一个后牛顿秩序失败。
2010-11-06 gr-qc
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
Testing the Kerr nature with binary black hole inspirals
本研究利用LVK引力波观测的双黑洞旋近数据，对流行的参数化非Kerr度规形变提出了约束，以在强场区域检验广义相对论。
2024-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Adiabatic Inspiral Transition and Induction to Plunge of a Compact Body in Equatorial Plane Around a Massive Kerr Black Hole
本文重构了从Kerr度规到绝热旋进、过渡和俯冲的推导逻辑，提出Kesden Y-修正变体和绝热旋进扰动感应俯冲两种新解释，并引入最稳定圆轨道（MSCO）概念分析其特征半径性质。
2025-10-11 gr-qc math-ph math.MP
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
Spherical inspirals of spinning bodies into Kerr black holes
本文研究了 Kerr 黑洞中自转次体的球形进动，通过建模引力波辐射通量并评估自转对信号的影响，发现忽略自转会导致LISA可检测的不匹配。
2025-12-15 gr-qc
Detecting vector charge with extreme mass ratio inspirals onto Kerr black holes
本文利用Teukolsky和广义Sasaki-Nakamura形式论计算带电粒子旋入Kerr黑洞的微扰能量通量，通过Fisher矩阵估计天基引力波探测器对矢量电荷的探测能力，发现可探测小至0.0049的电荷，且黑洞正自旋能显著降低探测误差。
2023-06-28 gr-qc
Gravitational waves from extreme mass ratio inspirals around a hairy Kerr black hole
本文计算了带毛Kerr黑洞（HKBH）周围极端质量比旋进（EMRI）发射的引力波，通过求解Dudley-Finley方程获得能量通量并演化圆形轨道半径，发现LISA能够分辨特定参数下的HKBH与Kerr黑洞波形差异。
2023-09-17 gr-qc
Equatorial extreme-mass-ratio inspirals in Kerr black holes with scalar hair spacetimes
在这项工作中，我们分析了一些明智地选择的解决方案的克尔黑洞与标量头发（KBHsSH）的特殊利益的引力波（GW）事件起源于极端质量比Inspirals（EMRI）。由于能量密度的偏心分布，这些时空以这样一种方式弯曲，即不是所有的度规函数都像克尔黑洞（KBH）的外部区域那样在赤道平面上单调地表现。这对轨道参数有很大的影响，而轨道参数又影响到绝热演化过程中EMRI信号的印记。通过研究圆形轨道参数，我们揭示了与KBH相比新的且不同的信号中可能存在哪些定性特征，并且我们通过使用通常的四极公式近似来发展一些灵感。我们表明，发射信号的频率表现出非单调性，即它们可以向后啁啾，并且对于某些特定情况下，它们可以变得任意小，低于LISA的灵敏度范围。最后，我们提出了两组波形产生的非圆形EMRI中的紧凑型对象（CO）遵循一种类型的测地线运动通常存在于时空中的静态环（SR），在该紧凑型对象是周期性的时刻在休息。
2022-01-21 gr-qc
Probing beyond-Kerr spacetimes with inspiral-ringdown corrections to gravitational waves
来自遥远的黑洞爆炸性合并的引力波被编码成关于其源处存在的复杂极端引力时空的细节。在广义相对论中，克尔时空度规对旋转黑洞的描述非常著名，如果存在超出这一理论的效应呢？一种有效地测试这个假设的方法是首先获得一个度量，它以一种与模型无关的方式参数化地偏离克尔度量。有了这样一个度量，人们就可以预测新时空中存在的黑洞引力波形的螺旋和环形部分的修正。有了这些工具，人们可以通过两种不同的方法来测试引力波信号的这种影响，（i）inspiral-merge-ringdown一致性测试，和（ii）参数化测试。在本文中，我们展示了一个人需要做到这一点的确切配方。首先，我们推导出参数化校正波形inspiral，ringdown，和残留的属性为一个通用的非克尔时空，并将其应用到两个例子超越克尔时空，每个参数化的一个单一的非克尔参数。然后，我们预测所需的超克尔参数的幅度在观测到的引力波信号是统计不一致的克尔情况下，在广义相对论。我们发现，这两种方法给出了非常相似的界限。现有引力波事件的约束与X射线观测的约束相当，而未来使用宇宙探测器（激光干涉仪空间天线）的引力波观测可以将这种边界提高两（三）个数量级。
2020-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Probing deviations to Kerr geometry with extreme mass-ratio inspirals
本研究旨在通过LISA任务探测Kerr几何偏离，分析了变形Kerr几何下EMRI系统的偏心赤道运动，通过首阶后牛顿分析评估引力波通量和相位偏离的可探测性。
2024-10-11 gr-qc hep-th
Adiabatic radiation reaction to the orbits in Kerr Spacetime
克尔几何中点粒子的测地运动有三个运动常数，能量$E$、方位角动量$L$和卡特常数$Q$。在绝热近似下，辐射反应效应可用这些常数随时间的变化来表征。在这封信中，我们表明，计划来评估他们可以大大简化。
2005-06-17 gr-qc
Radiative Evolution of Orbits Around a Kerr Black Hole
我们提出了一个简单的方法来计算克尔黑洞周围一般轨道的辐射演化。对于标量场，我们恢复了能量$E$和方位角动量$L_z$的演化的标准结果。此外，我们的方法提供了一个封闭的表达的卡特常数$Q$的演变。
1995-07-25 gr-qc
Improved approximate inspirals of test-bodies into Kerr black holes
我们提出了一个改进的版本的近似方案产生的测试机构的吸入到克尔黑洞最近开发的Glampedakis，休斯和Alfrefick。他们最初的“混合”方案是基于结合精确的相对论表达式的演变轨道要素（半latus直肠p和偏心率e）与近似，弱场，公式的能量和角动量通量，修正了恒定的倾斜角，在螺旋。尽管所产生的吸气总体上表现良好，但对于强场区域中的轨道和接近圆形和/或接近极的轨道，仍存在某些病理。在本文中，我们消除这些问题，将一系列的改进近似通量。首先，我们增加了某些修正，以确保在消失的偏心率和/或90度倾角的限制下通量的正确行为。其次，我们使用高阶后牛顿公式，适用于一般的轨道。第三，我们放弃了恒定倾角的假设。相反，我们首先通过一个近似的后牛顿表达式来演化卡特常数，然后提取iota的演化。最后，我们通过使用Teukolsky计算确定的角动量和倾角演化的拟合来改进圆轨道的演化。作为改进方案的一个应用，我们提供了一个样本的通用克尔inspirals和近圆形轨道的特定情况下，我们定位的临界半径，轨道开始decircularise辐射反应。这些易于生成的inspirals应该成为探索LISA数据分析问题的有用工具，并可能最终在源检测中发挥作用。
2006-04-10 gr-qc
Gravitational-wave glitches in chaotic extreme-mass-ratio inspirals
克尔几何承认卡特对称性，这保证了测地线方程是可积的。它表明，引力波形与极端质量比的inspirals涉及一个不可积的紧凑的对象显示“毛刺”的现象，引力波的频率突然增加，当轨道穿过某些时空区域称为伯克霍夫岛。因此，在即将到来的空间探测器的数据中，这些特征的存在或不存在不仅可以检验广义相对论，而且可以检验基本的时空对称性。
2021-04-08 astro-ph.HE gr-qc nlin.CD
Analytic Kludge Waveforms for Extreme Mass Ratio Inspirals of Charged Object around Kerr-Newman Black Hole
本文导出了一个带电的恒星质量致密天体（CO）螺旋进入一个带电的大质量Kerr-Newman（KN）黑洞（BH）的近似的"解析-kludge“（AK）波形。该系统中电荷对内旋轨道的改变可归因于三个来源：CO与MBH之间的电力、偶极电磁辐射的能流和MBH电荷引起的度规变形。所有这些都被明确地编码在轨道的基频中，这是在弱场区中解析计算的。通过计算带电和中性EMRI系统相对于星载探测器天琴和LISA的波形之间的失配，我们表明系统中的微小电荷可以在波形上产生明显的印记。最后，我们使用Fisher信息矩阵方法对电荷进行参数估计，发现在适当的场景下，精度可以达到$10^{-5}$的水平。我们还研究了电荷对电荷参数估计的影响，其中MBH电荷的影响可以很好地解释为它对内旋截止的影响。
2023-01-04 gr-qc
Gravitational wave emission under general parametrized metric from extreme mass ratio inspirals
未来的星载干涉仪将能够探测$10^{-3}$至$10^{-1}$ Hz的引力波。在这一波段，极质量比吸气（EMRI）可能是很有希望的引力波源。在本文中，我们研究的可能性，测试克尔假设对参数化的非克尔度量匹配EMRI信号。然而，无论是赤道轨道还是倾斜轨道的EMRI都存在“混淆问题”。我们的结果表明，在辐射通量起重要作用之前的时间尺度内，只有当自旋参数很高时，才能分辨出对Kerr时空（$|δ_i|<1$）的小的和中等的偏离。在大多数情况下，与非克尔度规相关的EMRI波形可以由克尔黑洞产生的波形模板来模拟。
2018-12-11 astro-ph.HE gr-qc
Maximal Kerr de Sitter spacetimes
本文综述了具有正宇宙学常数的爱因斯坦方程的Carters Kerr-de Sitter解的基本几何性质。特别是，我们给出了简单的表征的克尔-德西特类似物的快，慢和极端克尔时空和最大的分析扩展在这些情况下的讨论结束。
2022-06-16 gr-qc math-ph math.MP
Resonance crossing of a charged body in a magnetized Kerr background: an analogue of extreme mass ratio inspiral
研究了在均匀磁场中带电体绕Kerr黑洞运动的共振交叉。这个系统可以作为一个弱不可积的极端质量比螺旋（EMRI）的电磁模拟。特别地，磁场的存在使得系统的保守部分在刘维尔意义上不可积，而电磁自作用力使带电体螺旋上升。通过研究没有自作用力的系统，我们证明了一个近似的卡特常数的存在，并讨论了如何共振增长的扰动参数的函数。然后，我们应用电磁自作用力来研究这些共振在螺旋过程中的交叉。平均能量和角动量损失在交叉允许我们采用绝热近似。我们证明，这种绝热近似提供的结果定性等效的瞬时自作用力的演变，这表明绝热近似可以描述共振交叉足够准确的EMRI。
2023-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Non-Kerr Constraints using Binary Black Hole inspirals considering phase modifications up to 4 PN order
该研究使用GWTC-3中的双黑洞旋近数据，基于约翰森度规在频域计算引力波主导阶偏差，对两个非克尔形变参数进行约束并揭示其简并性，以检验强场区域引力本质与广义相对论预测。
2024-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from Extreme Mass Ratio Inspirals in non-pure Kerr spacetimes
为了研究在非纯克尔时空中极端质量比螺旋引力波发射的印记，我们研究了在高精度、数值生成的时空中产生的“kludge”波形，该时空包含一个黑洞和一个具有可比质量和自旋的自引力均匀环面。为了最大限度地提高它们对产生的波形的影响，我们考虑了紧凑，巨大且靠近中央黑洞的环面，研究在什么条件下LISA实验可以检测到它们的存在。我们的研究结果表明，对于很大一部分的参数空间的波形所产生的EMRI在这些黑洞环面系统是无法区分的纯克尔波形。因此，在低于或相当于失相时间的时间尺度上进行的观测将存在"混淆问题“。
2007-02-26 astro-ph gr-qc
Kerr isolated horizon revisited: Caustic-free congruence and adapted tetrad
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院理论物理研究所）
本文重新审视克尔时空的近视界描述，采用非扭的null测地线正交网，消除固定卡特常数导致的坐标和测地路径病态。通过依赖极角的卡特常数选择，构建了适配于孤立视界的纽曼-彭罗斯四元组及适配坐标，并计算了曲率标量和初始数据。
2026-03-29 gr-qc
Approximating the inspiral of test bodies into Kerr black holes
本文提出了一种新的近似方法来构造由引力辐射驱动的Kerr黑洞实验体的吸气。这样的轨道可以用半横距$p$、偏心率$e$和倾角$ι$，或者用能量$E$、角动量分量$L_z$和第三常数$Q$来完全描述。我们的方案使用的表达式是精确的（在绝热近似）的变化率（$\dot{p}$，$\dot{e}$，$\dotι$）的通量（$\dot{E}$，$\dot{L_z}$，$\dot{Q}$）的线性组合，但使用四极阶公式为这些通量。因此，这个方案编码了精确的轨道动力学，用近似的辐射反应来增强它。比较内螺旋轨道，我们发现这种近似与偏心赤道和圆倾斜轨道的特殊情况下的数值结果吻合得很好，远比相应的弱场公式（$\dot{p}$，$\dot{e}$，$\dotι$）精确.我们使用这种技术来研究倾斜的偏心克尔轨道中的测试体的内旋。我们的研究结果应该是有用的工具，用于构建近似波形，可用于研究数据分析问题，为未来的LISA引力波天文台，在更严格的技术，目前正在开发的波形代替。
2002-05-08 astro-ph gr-qc
Collision of an object in the transition from adiabatic inspiral to plunge around a Kerr black hole
围绕质量为$M (\gg μ)$的克尔黑洞旋转的质量为$μ$的物体，在最内层的稳定圆形轨道附近经历了一个连续的过渡，从绝热的螺旋形进入视界，因为引力辐射提取了它的能量和角动量。我们研究这样一个对象的碰撞与一个通用的对应物周围的克尔黑洞。我们发现，该对象的角动量是微调通过引力辐射和高速碰撞的对象与一个通用的对应物自然发生在一个几乎最大旋转的黑洞。我们还发现，质心能量可以远远超过普朗克能量的暗物质粒子碰撞周围的恒星质量的黑洞和高达$10^{58}$尔格的恒星质量的紧凑的对象碰撞周围的超大质量黑洞，目前的过渡形式主义是合理的。因此，快速旋转的黑洞可以加速围绕它们旋转的物体，使其能量足够高，从而引起巨大的物理兴趣。
2011-12-27 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational waves from extreme mass ratio inspirals around bumpy black holes
空间干涉仪LISA将能够探测恒星质量的黑洞或中子星发射的引力波，这些引力波缓慢地螺旋进入在大多数星系中心发现的超大质量黑洞。来自这种极端质量比螺旋（EMRI）事件的引力波信号将提供一个独特的机会来测试中心黑洞周围的时空度规是否被克尔解很好地描述。本文将Kerr黑洞周围的EMRI模型推广到一族参数变形的凹凸黑洞，使之保持Kerr度规的基本对称性。然后，新的EMRI模型被用来量化的约束，LISA观测EMRI可能能够放置在克尔度量的偏差，或颠簸。
2017-09-13 astro-ph.HE gr-qc
A class of conserved currents for linearized gravity in the Kerr spacetime
我们构造了一类Kerr背景下的线性化引力守恒流。我们的方法是由Carter（1977）发现的标量场的电流激发的，通过取由对称算子定义的线性化爱因斯坦方程的解的辛积来给出的。我们考虑对称算子与Teukolsky方程中的变量分离，以及由于爱因斯坦方程的自伴性质而产生的对称算子。在几何光学极限下，与这些电流相关联的电荷减少为它们的卡特常数的正幂的引力子之和，很像标量场的守恒电流。此外，我们计算这些保守的电流通过零无限和地平线的通量，并确定哪些是有限的。
2021-01-07 gr-qc math-ph math.MP
Fundamental frequencies and resonances from eccentric and precessing binary black hole inspirals
双黑洞，这是偏心的，并进行岁差仍然在数值模拟探索。我们提出了这样的系统，覆盖约50个轨道在相对较高的质量比5和7的模拟。这些组态对应于Kerr时空中非自旋体的一般运动，并被用来研究Kerr时空中有限质量比吸气到点粒子运动的转变。我们开发的技术来提取类似物的三个基频的克尔测地线，比较我们的频率的克尔，并表明，差异是一致的自作用力校正进入在一阶质量比。这种分析也定位了轨道共振，在那里我们的频率比取合理的值。在所考虑的质量比，二进制通过共振在一到两个共振周期，我们发现没有明显的影响轨道演化。我们还计算了离心率的衰减过程中的inspiral和发现很好的协议与领先的顺序后牛顿预测。
2017-02-07 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
Resonant dynamics of extreme mass-ratio inspirals in a perturbed Kerr spacetime
本文系统分析微扰Kerr时空中极端质量比旋近的共振动力学，推导有效共振哈密顿量，揭示共振穿越与轨道混沌的作用变量变化，为精确测量黑洞时空奠定基础。
2023-07-24 gr-qc
"Flux-balance formulae" for extreme mass-ratio inspirals
大约在15年前，人们首次推导出了“通量平衡公式”，该公式确定了能量、方位角动量和卡特常数的平均演化，这些公式是用小天体进入克尔黑洞的平均渐近引力波通量来表示的。然而，该推导限于背景克尔测地线是非共振的情况（即，径向和角运动总是不相称的），并且排除了对于极端质量比吸气的辐射动力学可能是重要的共振情况。我们在这里给出了一个新的推导的通量公式的基础上的哈密顿动力学的自迫粒子运动，这是一个有价值的工具，分析自作用力对一般的（偏心，倾斜）约束轨道的克尔时空。这种使用作用角变量的哈密顿推导比前一个简单得多，适用于共振吸气而没有任何复杂性，并且可以通过使用基于Teukolsky的解析/数值通量代码直接实现。
2019-01-21 gr-qc
Extreme mass-ratio inspirals as probes of scalar fields: eccentric equatorial orbits around Kerr black holes
我们研究的双星系统中，一个恒星质量紧凑的对象螺旋到一个巨大的黑洞，被称为极端的质量比inspirals，在一个新的基本标量场的情况下。早期的工作已经表明，在最有趣的情况下，在质量比的领先顺序，大质量的黑洞可以充分近似的克尔度规和印记的标量场的波形是完全控制的恒星质量的对象的标量电荷。在这里，我们使用这种急剧简化的inspiral模型，并考虑偏心赤道轨道。我们研究了标量荷对不同偏心率和不同黑洞自旋的轨道演化的影响。然后，我们确定如何在轨道演变的变化得到印记的波形和评估LISA的能力，以检测或约束标量电荷。
2022-09-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
