Equatorial circular orbits in the Kerr-de Sitter spacetimes
研究了Kerr-de Sitter时空中试验粒子的赤道运动。圆形轨道的确定，它们的性质进行了讨论的黑洞和裸奇异时空，并建立薄吸积盘的相关性。
2004-04-14 gr-qc
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
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
A generalization of Ryan's theorem: probing tidal coupling with gravitational waves from nearly circular, nearly equatorial, extreme-mass-ratio inspirals
极端质量比螺旋（EMRI）和中等质量比螺旋（IMRI）-恒星质量物体螺旋进入大质量黑洞或其他大质量致密体的双星-分别是LISA和LIGO的引力波的重要来源。索恩推测，EMRI和IMRI的波原则上编码了（i）中心体的时空几何（度规），（ii）中心体和轨道物体之间的潮汐耦合（能量和角动量交换），以及（iii）演化的轨道要素的所有细节。芬坦·赖安（Fintan Ryan）给出了第一个部分证明，证明了这个推测是正确的：赖安将自己限制在接近圆形、接近赤道的轨道上，忽略潮汐耦合，证明了中心体的度量是在波中编码的。本文推广了Ryan定理。保留瑞安的限制，近圆形和近赤道轨道，并放弃假设没有潮汐耦合，我们证明索恩的猜想几乎是完全正确的：波编码不仅中心体的度量，但也不断发展的轨道要素和（在某种意义上略有不同索恩的猜想）不断发展的潮汐耦合。
2007-02-28 gr-qc
Equatorial circular orbits of neutral test particles in the Kerr--Newman spacetime
我们提出了一个详细的分析的轨道圆周运动的电中性测试粒子的赤道平面上的克尔-纽曼时空。指出了在黑洞和裸奇点源情况下运动的许多细节。我们确定了四种不同类型的轨道区域，这取决于轨道角动量的属性，并定义了四种不同的裸奇点，根据源的荷质比的值。结果表明，一个特定类型的反向旋转的测试粒子的存在下是足够的唯一识别裸奇点。指出稳定区的结构可以用来区分黑洞和裸奇点。
2013-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Stability of equatorial circular geodesics in static axially symmetric spacetimes
本文研究了静态轴对称引力系统中赤道圆轨道的稳定性。分析了重要的圆测地线，如边缘稳定轨道、边缘有界轨道和光子轨道。我们发现一般表达式的半径，比能量，比角动量和半径的边缘稳定的轨道，无论是零和类时的圆形测地线。解决方案表示在圆柱坐标，扁球坐标，长椭球坐标被认为是。我们证明了所有的零圆轨道都是不稳定的，并且没有边缘稳定的零测地线，而对于类时测地线，轨道可以是无界的，有界的或圆的。
2011-04-03 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
Quasinormal ringing of Kerr black holes. III. Excitation coefficients for equatorial inspirals from the innermost stable circular orbit
研究了Kerr黑洞最内稳定圆轨道上点粒子坠落时激发的准正常模式，发现高阶泛音和高阶模式在快速旋转黑洞中更为显著。
2025-12-08 astro-ph.HE 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 Correction to the Innermost Stable Circular Equatorial Orbit of a Kerr Black Hole
对于质量为μ的自引力粒子在质量为M >> μ的Kerr黑洞周围的轨道，我们计算了由于作用在粒子上的引力自引力保守部分引起的最内层稳定圆赤道轨道（ISCEO）频率的O（μ/M）移动.我们的治疗是基于哈密顿制定的动力学在测地线运动在一定的局部定义的有效光滑时空。我们使用所谓的二元黑洞力学第一定律恢复了相同的结果。我们给出了作为黑洞自旋振幅函数的ISCEO频移的数值结果，并与基于后牛顿近似和有效单体模型的预测进行了比较。我们的结果提供了一个精确的强场基准自旋效应在广义相对论两体问题。
2014-10-16 astro-ph.HE 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
The ergoregion in the Kerr spacetime: properties of the equatorial circular motion
详细研究了Kerr时空中各能区赤道面上的测试粒子的圆周运动。我们考虑所有的区域，圆周运动是允许的，我们分析的稳定性和测试粒子的能量和角动量。我们表明，稳定区域的结构有明确的功能，使之有可能区分黑洞和裸奇点。裸奇点的情况下提出了一个非常结构化的非连接的轨道稳定性区域，其中存在的反向旋转粒子和零角动量粒子的特定类别的裸奇点被解释为由于存在的排斥场产生的重力的中心源。特别地，我们分析了能区的动力学结构（不同吸引子自旋的轨道区域的联合）对中心源周围的吸积盘行为的影响。圆周运动的性质是如此独特，以至于可以对克尔时空进行完整的分类，每一类时空都具有不同的物理效应，这些效应在观测天体物理学中可能具有特殊的相关性。我们还确定了一些特殊的黑洞时空，这些影响可能是相关的。
2015-05-12 astro-ph.HE gr-qc
The Transition from Inspiral to Plunge for a Compact Body in a Circular Equatorial Orbit Around a Massive, Spinning Black Hole
对于质量为μ的致密天体，在环绕质量M>> μ的Kerr黑洞的圆形赤道轨道上，存在三种引力辐射反应诱导的内旋区域：（i）“绝热内旋区域”，在该区域内，天体通过一系列圆形测地线轨道逐渐下降。(ii)一个“过渡区”，靠近最内层的稳定圆轨道（isco）。(iii)“坍缩区”，即天体沿着测地线从略低于isco的地方进入黑洞的视界。本文给出了一个过渡区的分析处理，并表明，幸运的是，从过渡的引力波可能是可测量的空间为基础的LISA任务。
2000-03-08 gr-qc
Off-equatorial stable circular orbits for spinning particles
在这篇文章中，我们研究一个自旋粒子以不同于赤道平面的恒定倾角围绕Kerr黑洞的运动。我们主要探讨在不同的自旋补充条件下稳定圆轨道的可能性。Mathission-Papapetrau方程在线性自旋近似的框架下得到了广泛的应用和求解。我们明确地表明，对于一个给定的自旋矢量的形式$S^{a} = \left(0,S^r,S^θ,0\right)$，存在一个独特的圆形轨道在$(r_c,θ_c)$定义的同时极小值的能量，角动量和卡特常数。这对应于位于非赤道平面上的最内稳定圆轨道（ISCO）。我们进一步证明了对于给定的自旋粒子，ISCO的位置（$r_c,θ_c$）依赖于自旋矢量的径向分量（$S^r$）和黑洞的角动量（$J$）.使用不同的自旋补充条件的影响进行了研究。
2018-09-20 gr-qc
Equatorial Circular Geodesics in the Hartle-Thorne Spacetime
本文研究了旋转源的四极矩对强场区中测试粒子运动的影响。为了这个目的，Hartle-Thorne度规，这是真空爱因斯坦场方程的近似解，描述了任何缓慢旋转，静止和轴对称的物体的外部，被使用。度规的精度给出了二阶项的身体的角动量，和一阶项的四极矩。我们给出了同样精度的Hartle-Thorne时空中赤道圆测地线的解析方程，并对它们进行了数值积分。
2013-06-20 gr-qc
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
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
Topology of equatorial timelike circular orbits around stationary black holes
本文用拓扑方法成功地研究了一般黑洞背景下的光环和零圆轨道的性质。然而，对于赤道类时圆轨道，与光环的情况完全不同，它的半径与测试粒子的能量和角动量密切相关。这一事实似乎限制了拓扑处理扩展到类时圆轨道。本文证明了角动量不影响所构造的矢量的渐近行为，其零点表示赤道类时圆轨道。结果，一个良好的拓扑结构来描述赤道类时圆轨道可以构建。我们的研究表明，对于一般的黑洞，类时圆轨道的总拓扑数为零，它依赖于粒子的能量。重要的是，它揭示了如果类时圆轨道存在，它们总是成对出现，角动量固定。同时，稳定和不稳定的类时圆轨道具有正或负的缠绕数。特别令人感兴趣的是，边缘稳定的圆形轨道对应于构造向量的零点的分叉点。此外，我们还研究了粒子能量作为控制参数的情况。结果表明，当粒子能量为1时，会发生拓扑相变。低于这个值，类时圆轨道总是成对出现，能量固定。否则，我们将多一个不稳定的类时圆形轨道。我们进一步将这种处理方法应用于Kerr黑洞。在一般的黑洞背景下给出的所有结果都得到了精确的再现。这有力地表明，我们的拓扑方法可以推广到赤道类时圆轨道。
2023-03-11 gr-qc hep-th
Radiative Back-Reaction on Charged Particle Motion in the Dipole Magnetosphere of Neutron Stars
本文研究 Schwarzschild 时空偶极磁层中辐射反作用对带电粒子圆轨道和混沌轨道的影响，揭示吸引与排斥 Lorentz 力下的坠落、变宽及临界纬度规律。
2024-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Extreme mass ratio inspirals with spinning secondary: a detailed study of equatorial circular motion
未来的激光干涉仪空间天线可探测到的极端质量比吸气为检验广义相对论和基础物理学提供了一种独特的方法。出于这种可能性，在这里，我们详细研究的EMRI动力学中存在的一个旋转的二级，收集和扩展各种结果，出现在以前的工作，也提供了有用的中间步骤和新的关系的第一次。我们提出的频域代码，计算引力波通量和绝热轨道演化的情况下，圆形，赤道轨道（反）对齐自旋的结果。次级粒子的自旋开始影响引力波的相位，与前导级的自作用力项处于相同的后绝热级，并引入了可检测的失相，这可以用来在$5-25\%$水平上测量它，这取决于单个自旋。在一个配套文件中，我们讨论的影响，这种效果的测试的克尔界。
2020-06-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
Equatorial timelike circular orbits around generic ultracompact objects
本文证明具有赤道面对称性的超致密天体，其赤道类时圆轨道结构完全由光环的径向稳定性决定，并通过奇异星和非 Kerr 黑洞实例展示了可超过 Kerr 黑洞 42% 最大效率的引力能转化效率。
2023-04-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Equatorial Circular Motion of Charged Test Particles in a Weakly Magnetized Taub--NUT Background
Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Hasanuddin University（哈桑努丁大学数学与自然科学学院物理系）
研究弱磁化Taub--NUT黑洞中带电测试粒子在赤道面上的约束圆周运动，分析磁场B和Manko-Ruiz参数C对ISCO半径的影响。
2026-05-25 gr-qc
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
Circular geodesic orbits in the equatorial plane of a charged rotating disc of dust
本文研究带电旋转尘埃盘外部时空中中性试验粒子的赤道圆形测地轨道，推导出适用于一般渐近平坦轴对称稳态反射对称电真空时空的角速度、比能量和比角动量闭合公式，并比较了其与Kerr-Newman黑洞附近圆周运动的异同。
2024-08-28 gr-qc
Maximum Observable Blueshift from Circular Equatorial Kerr Orbiters
在黑洞的事件视界附近的时空区域可以被看作是一个深势阱，相对于遥远的观测者具有大的引力红移。然而，在这一区域内运行的物质以相对论的速度运动，可以对其电磁辐射产生显著的多普勒频移，有时会导致在无穷远处观察到净蓝移。因此，一个黑洞将其附近单色光源的线辐射扩展成一个平滑衰减的“红翼”--其通量在大红移处消失--以及一个“蓝刃”，它将有限的通量保持到对应于最大可观测蓝移的尖锐边缘。本文研究了各向同性单色辐射源在Kerr黑洞赤道圆轨道上产生的蓝刃，得到了最大蓝移如何编码黑洞自旋和倾角的简单关系式。我们发现，最大蓝移的小值产生一个很好的探针的倾斜，而较大的值提供强有力的限制自旋或倾斜方面的其他。这些结果与正在进行的和未来的观测直接相关，这些观测旨在从周围谱线发射的加宽来推断超大质量黑洞的角动量。
2020-09-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: circular equatorial orbits
计算了Kerr黑洞周围强场轨道中标量荷粒子所受的标量场自作用力。我们的计算专门用于圆形和赤道测地线轨道。该分析是标准模式和正则化方案的实现：我们首先使用频域中的数值积分计算标量场扰动的多极模式，然后对每个模式应用一定的正则化过程。的SSF的耗散件被发现是一致的通过事件视界和无穷远的标量波所携带的能量和角动量的通量。SSF的保守（径向）分量被发现是有吸引力的（向内指向）为$r_0>r_{\rm c}(a)$和排斥（向外指向）为$r_0<r_{\rm c}(a)$，其中$a$是克尔自旋参数，$r_0$是Boyer-Lindquist轨道半径，和$r_{\rm c}$是一个关键的$a$相关的半径，在保守的SSF消失。当运动是逆行时，保守的SSF对所有的$r_0$都是排斥的（如史瓦西情形）。史瓦西时空中SSF的主要保守效应是第三后牛顿（PN）阶（对数运行）。我们的数值计算结果表明，由于黑洞的自旋导致的前导阶PN校正产生自3 PN的自旋轨道耦合，这在大$r_0$的整体SSF效应占主导地位。在PN语言中，径向SSF的符号变化归因于自旋轨道项（$\propto -ar_0^{-4.5}$）和“Schwarzschild”项（$\propto r_0^{-5}\log r_0$）之间的相互作用。
2015-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric equatorial trajectories around a Kerr black hole as a QPO model for M82X-1
本文研究了Kerr黑洞的赤道轨道和偏心轨道在参数空间（$E$，$L$，$a$）和（$e$，$μ$，$a$）中的束缚轨道条件，参数空间分别表示测试粒子的能量、角动量和黑洞的自旋，参数空间分别表示轨道的偏心率、反横距和自旋.我们应用这些条件并对中等质量黑洞系统M82 X-1实施相对论性进动（RP）模型，在该系统中同时观测到两个高频准周期振荡（HFQPO）和一个低频准周期振荡.假设QPO频率也可以由赤道轨道和偏心轨道产生，我们计算概率分布，以推断$e$，$a$，和近星点距离，$r_p$，轨道引起的同时QPO。我们发现，偏心轨道的解决方案是可能的区域之间的最内稳定圆轨道（ISCO）和边缘束缚圆轨道（MBCO）的$e=0.2768^{+0.0657}_{-0.0451}$，$a=0.2897 \pm 0.0087$，和$r_p=4.6164^{+0.0694}_{-0.1259}$。
2022-07-12 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational self-force corrections to tidal invariants for spinning particles on circular orbits in a Schwarzschild spacetime
我们计算引力自作用力修正的潮汐不变量的自旋粒子沿圆形轨道在史瓦西时空。特别地，我们考虑了重电四极潮汐张量的平方和立方以及重磁四极潮汐张量的平方。我们的结果是准确的一阶自旋和通过9.5后牛顿秩序。我们还计算了相关的电型和磁型本征值。
2018-06-09 gr-qc
Circular Geodesics in Tidal Charged Black Hole
研究了球对称荷电潮汐黑洞~（BH）圆测地线的存在性和稳定性准则。我们详细研究了潮汐荷电黑洞与球对称Reissner-Nordström黑洞时空的赤道因果测地线。我们特别关注零圆测地线和类时圆测地线。利用有效势图，我们比较了两个时空的测地线结构。我们导出了这两种时空的最内层稳定圆轨道（ISCO~）、边缘束缚圆轨道（MBCO~）和圆光子轨道（CPO~）。此外，我们还通过李雅普诺夫指数导出了两个时空的\emph{eikonal limit}中的\emph{quasi-normal modes~(QNM) frequency}。在附录部分中，我们证明了球对称潮汐荷电黑洞在极限情况下（\emph{maximal BH tidal charge~($q$)}）可以作为具有超高质心~（CM）能的粒子加速器，当两个中性粒子在视界附近碰撞时也是可能的。
2017-09-25 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
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
Innermost Stable Circular Orbit of a Spinning Particle in Kerr Spacetime
研究了Kerr时空中自旋试验粒子圆轨道的稳定性。我们发现一些圆形轨道在垂直于赤道平面的方向上变得不稳定，尽管在径向上轨道仍然是稳定的。对于大自旋情形（$S < \sim O（1）），在赤道面有效势最小值消失之前，出现了最内层稳定圆轨道（ISCO）。这改变了ISCO的半径，然后改变了最后一个圆形轨道的频率。
1997-12-26 gr-qc
Fast Evolution and Waveform Generator for Extreme-Mass-Ratio Inspirals in Equatorial-Circular Orbits
在本文中，我们讨论了一个快速和准确的波形模型的准圆轨道演化的极端质量比吸气（EMRI）的发展。该模型简单地采用了一些数值Teukoulsky的能量通量和波形的数据，以拟合出一组多项式的整个通量和波形。这些多项式在整个演化域都是足够精确的，并且比再膨胀后牛顿（PN）能流和波形精确得多，特别是当黑洞的自旋变大时.我们采用的动力学方程的轨道革命是有效的单体（EOB）形式主义。由于公式的简化，用我们的多项式计算轨道演化的效率也优于传统的用图解的PN解析通量的方法。该模型可用于计算激光干涉空间天线（eLISA）等引力波探测器的EMRI波形模板。
2016-09-22 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
Relativistic tidal divergences in circular orbits and the dynamics of light rings
本文研究极端致密天体圆轨道上的相对论性潮汐力，发现轨道趋近光环时潮汐力发散，并推测其影响无界天体的非线性稳定性。
2025-10-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Equatorial orbits and imaging of hairy cubic Galileon black holes
在立方Galileon理论中研究了一族多毛黑洞的类时赤道轨道.这些包括旋转概括的静态黑洞度量支持一个依赖于时间的标量场。根据耦合和旋转，测地线的性质偏离广义相对论。特别是，它被发现，稳定的圆测地线只存在于低于临界耦合，这是关系到最外层的稳定圆轨道的存在。聚焦于强场区域，还产生了吸积盘的图像，以突出在对超大质量黑洞进行进一步精确观测时会限制模型的趋势。
2022-01-26 gr-qc
Bounds on spinning particles in their innermost stable circular orbits around rotating braneworld black hole
研究了在轴对称旋转膜世界黑洞（BH）附近运动的自旋试验粒子的最内层稳定圆轨道（ISCO）。我们从黑洞的事件视界、静态极限面和能层的描述入手，指出了潮汐电荷参数对能层的影响。研究发现，旋转膜世界BH的ISCO除了对膜世界BH的旋转参数非常敏感外，还对膜世界BH参数C（也称为潮汐电荷参数）非常敏感。我们进一步发现自旋粒子的轨道半径随膜世界BH潮汐荷参数的变化是非单调的。研究发现，对于旋转膜世界BH，粒子自旋的允许范围随着潮汐电荷参数C的减小而增大，与Kerr Newman BH相反。我们还发现膜世界Reissner Nordstrom（C < 0）BH的粒子自旋行为与具有（C > 0）的膜世界BH的粒子自旋行为相似。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Regular and chaotic orbits near a massive magnetic dipole
在Bonnor描述大质量磁偶极子的精确解的框架内，我们研究了中性和带电测试粒子的运动。在依赖的Bonnor时空参数，我们确定区域，使稳定的圆形轨道的存在局限于赤道平面和那些悬浮在赤道平面以上。构造庞加莱曲面的截面图和递归图，我们还研究了粒子的动力学沿一般的偏离赤道的轨道上形成的有效势阱周围的稳定的圆形轨道的约束。我们证明了Bonnor时空中的运动是不可积的。这扩展了以前的调查广义Störmer的问题到领域的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的精确解，其中的引力和电磁效应发挥了相当的作用上的粒子运动。
2013-01-09 astro-ph.HE gr-qc
Asymptotic gravitational wave fluxes from a spinning particle in circular equatorial orbits around a rotating black hole
本文提出了一种新的计算方法，计算了在Kerr黑洞赤道圆轨道上{ \it自旋}粒子发射的渐近引力波能流。粒子动力学计算在极-偶极近似，解决Mathisson-Papapetrou方程与Tulczyjew自旋补充条件。通量的计算，第一次，通过求解2+1 Teukolsky方程在时域中使用双曲面和地平线穿透坐标。用$M$表示黑洞质量，用$μ$表示粒子质量，我们涵盖了无量纲背景自旋$a/M=(0,\pm0.9)$和无量纲粒子自旋$-0.9\leq S/μ^2 \leq +0.9$。我们的结果跨越轨道的Boyer-Lindquist坐标半径$4\leq r/M \leq 30$，值得注意的是，我们调查的强场制度，在某些情况下，甚至超出了最后的稳定轨道。我们确认，数值，田中{ \it等人}。[物理学]修订版本\ D 54，3762] 2.5阶精度的后牛顿（PN）预言的旋转粒子在圆形赤道轨道的引力波通量：我们发现一个明确的趋势PN预言的数值结果时$r$是大的。在$r/M=30$，在所有测试情况下，全部数值通量（近似为模式$m=1,2,3$的总和）与PN预测之间的分数一致性为$\lesssim0.5\%$。这接近我们的分数数值精度（$\sim 0.2\%$）。对于较小的半径，2.5PN预测和数值结果之间的协议逐渐恶化。我们的数值数据对于开发2.5PN分析通量的适当恢复表达式至关重要，以便提高其在强…
2019-08-07 gr-qc
Extreme Mass-Ratio Inspirals in the Effective-One-Body Approach: Quasi-Circular, Equatorial Orbits around a Spinning Black Hole
我们构建了适用于数据分析的有效单体波形模型与LISA的极端质量比inspirals准圆形，赤道轨道的旋转超大质量黑洞。我们的模型的准确性是通过比较频域，Teukolsky为基础的波形在辐射近似。在能量通量中的八个高阶后牛顿参数的校准足以在2个月和6个月之间的时间内分别获得优于1弧度和1%的相位和分数振幅一致性，这取决于所考虑的系统。根据系统的不同，该协议在4到9个月的时间内转化为高于97%的匹配率。如果包括更多的校准参数，则可以获得更好的一致性。有效单体哈密顿量和辐射反应中的高阶质量比项在一年的演化中引入了至多30弧度的相位修正。这些修正通常比小天体在一年演化中的自旋所引起的修正大一个数量级。这些结果表明，极端质量比吸气的有效单体方法是一个很好的折衷精度和计算成本LISA数据分析的目的。
2010-09-29 gr-qc
Metric perturbations of Kerr spacetime in Lorenz gauge: Circular equatorial orbits
本研究用新变量分离法构建克尔时空赤道圆轨道致密天体的洛伦兹规范度规微扰，经2+1D时域代码验证一致，可支持未来高精度二阶自力计算，还可推广至其他轨道。
2024-06-01 gr-qc
Rotating and charged Taub-NUT-(A)dS spacetimes on a 3-brane
在Randall-Sundrum II方案中，我们构造了3-膜上具有四维宇宙学常数的有效Einstein方程的新解.带电解是通过假设3-膜上存在局域麦克斯韦场而得到的。讨论了具有NUT参数的中性旋转膜世界时空中的类时圆测地线和零圆测地线，发现在赤道平面上不可能出现这种测地线。在非赤道平面上，负潮荷可以出现类时圆测地线，但我们没有找到数值结果来支持非赤道零圆测地线的存在。
2020-08-09 gr-qc
Distinct topological configurations of equatorial timelike circular orbit for spherically symmetric (hairy) black holes
本文通过构造矢量及其零点绕数，研究了球对称黑洞赤道类时圆轨道的拓扑构型，发现不同构型可共享拓扑数，且标量毛和准拓扑项不影响总拓扑数。
2023-07-26 gr-qc hep-th
Photon Emission from Circular Equatorial Kerr Orbiters
我们考虑单色和各向同性光子发射的圆形赤道克尔轨道器。我们推导出的解析表达式的光子逃逸概率和红移依赖的总通量收集在天球上的发射半径和黑洞参数的函数。这些计算至关重要地涉及到临界曲线，该曲线描绘了每个发射器天空中光子逃逸区域和光子捕获区域。这条曲线推广到有限的轨道半径通常的克尔临界曲线，并显示出有趣的功能，在高自旋的极限，我们通过发展一个微扰展开的极值。虽然最里面的稳定的圆形轨道似乎非常快速旋转的黑洞接近事件视界，我们发现，在这种制度下，光子逃逸概率趋于$5/12+1/(\sqrt{5}π)\arctan\sqrt{5/3}\approx54.65\%$。我们还得到了一个简单的公式，在天球，这是非零的流量分布。这证实了高自旋黑洞的近视界几何在原则上是可观测的。这些结果要求我们引入一种新型的近视界双标度极限。我们解释了在无穷远处观测到的总通量的下降是黑洞的印记：黑洞“咬”。
2020-11-15 gr-qc hep-th
Spinning test body orbiting around a Schwarzschild black hole: Comparing Spin Supplementary Conditions for Circular Equatorial Orbits
Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）方程描述了广义相对论中扩展试验体的运动。然而，这个方程组是欠定的，并且必须伴随着约束补充条件，即使在其最简单的版本中，这是对应于旋转测试体的极-偶极近似。特别地，施加自旋补充条件（SSC）固定自旋体的质心，即体的质心。在本研究中，我们研究了在围绕大质量黑洞的圆形赤道轨道上移动的旋转测试物体的质心的特征是否在过渡到同一物理物体的另一个质心时得到保留，由不同的控制。SSC。为此，我们建立了一个解析算法，用于导出旋转体的轨道频率，运动在任意的，静止的，具有反射对称性的轴对称时空的背景下，对于Tulzcyan-Dixon，Mathisson-Pirani和Ohashi-Kyrian-Semerák SSC。然后，我们以Schwarzschild黑洞为背景，采用幂级数展开方法，研究了不同SSC中自旋幂级数展开后轨道频率的差异.最后，通过利用质心的位置和自旋的测量在质心的转变下改变的事实，我们对轨道频率的幂展开施加适当的校正，这允许改善SSC之间的收敛。我们的结论是，当我们从一个圆形赤道轨道转移到另一个在Schwarzschild背景下，在一个SSC的变化，SSC之间的收敛只保持一定的权力在自旋展开，它不能实现整个幂级数。
2021-04-22 gr-qc
Circular orbits in the extreme Reissner-Nordstrøm dihole metric
我们研究了中性测试粒子在两个带电黑洞引力场的运动，黑洞的质量和电荷被选择为使得引力吸引力被静电排斥力补偿，这两个黑洞由极端Reissner-Nordstrøm双洞度规描述。我们研究了两个质量相等的黑洞在赤道平面上的圆形轨道以及在此对称平面外的圆形轨道的情况。我们表明，第一种情况下减少到一个有效的两体问题的行为类似于一个系统所描述的Reissner-Nordstrøm时空。主要的焦点是针对第二种情况下，与赤道平面外的圆形轨道。
2013-01-31 gr-qc
Modeling a circular equatorial test-particle in a Kerr spacetime
极端质量比吸气（EMRI）是未来空间探测器（如eLISA/NGO）和第三代地基探测器（如爱因斯坦望远镜）的主要引力波（GW）源之一。这些系统在天体物理学和基础物理学中都引起了人们的兴趣。为了高精度地确定它们的物理参数，我们需要非常精确的理论波形模型或模板。在圆形赤道轨道的情况下，创建这些模板的关键绊脚石是GW的通量函数。这个函数可以通过非常昂贵的数值模拟来建模，然后使模板无法用于GW天文学，或者通过一些解析近似方法，如后牛顿近似。已知这种近似是渐近发散的，并且对于史瓦西情况仅知道5.5PN阶，对于克尔情况仅知道4PN阶。改进通量收敛性的一种方法是使用再求和方法。在这项工作中，我们扩展了以前的结果使用Padé和Chebyshev近似，首先考虑到吸收的GWs的中心黑洞，这是在以前的研究中被忽略的，其次通过使用的信息从史瓦西和吸收项，以创建一个克尔通量高达5.5PN的顺序。我们发现，这两个加法都提高了收敛性。我们还证明了最好的再求和方法，用于改善通量模型是基于一个通量函数，我们称之为“反切比雪夫近似”。
2012-06-12 gr-qc
Gravitational Waves from a Compact Star in a Circular, Inspiral Orbit, in the Equatorial Plane of a Massive, Spinning Black Hole, as Observed by LISA
结果是通过对恒星质量物体在缓慢收缩的圆形赤道轨道上螺旋进入大质量黑洞的轨道演化和发射引力波的高精度计算得出的。这些计算的重点是最内层稳定圆轨道（isco）附近的螺旋-更具体地说，是在角速度Ω为0.03 <Ω/ Omega_{isco} < 1的轨道上。计算是基于Teukolsky-Sasaki-Nakamura形式主义，结果列在一组函数中，这些函数具有统一的阶数，代表对低轨道速度公式的相对论修正。这些表可为今后进行LISA空基引力波飞行任务的设计研究奠定基础。本文首先介绍了LISA的应用概况：计算了信噪比S/N，并将其作为黑洞质量M、自旋a和吸入天体质量μ的代表值的随时间演化的引力波频率的函数，其中到地球的距离取为r_o = 1Gpc。这些S/N对黑洞自旋以及M和μ有很强的依赖性。与预测的事件发生率的比较表明，探测这些波的前景很好，但如果螺旋形物体是白矮星或中子星，则不会超过1Gpc。这就要求适度降低LISA的本底噪声。最后对从观测海浪中提取信息的前景作了简要的讨论
2000-07-28 gr-qc
"Circularization" vs. Accretion -- What Powers Tidal Disruption Events?
当一颗恒星足够靠近一个大质量的黑洞而被破坏时，就会发生潮汐破坏事件（TDE）。大约一半的恒星物质被赋予了具有大远心点距离的椭圆轨道，另一半是无约束的。“循环”，即，为了形成吸积流，束缚物质必须损失大量的能量，实际损失的能量取决于以黑洞引力半径（$\sim 10^{51} (R/1000R_g)^{-1}$ ~erg）为单位测量的吸积流的特征尺度。最近的数值模拟\citep{Shiokawa+2015}表明，圆化尺度接近于最大束缚初始轨道的尺度，距离黑洞$\sim 10^3 M_{BH,6.5}^{-2/3} R_g \sim 10^{15} M_{BH,6.5}^{1/3}$ ~cm，相应的圆化能量耗散率为$\sim 10^{44} M_{BH,6.5}^{-1/6}$ ~erg/s.我们认为，在循环过程中释放的能量，而不是能量释放的吸积到黑洞，权力所观察到的光学TDE候选人。在这些TDE中观察到的上升时间、光度、温度、发射半径和线宽\citep [例如] []{Arcavi+2014}都更容易解释与圆化相关的加热，而不是吸积。
2015-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Equations for spinning test particles in equatorial orbits when they are orbiting in a weak rotating field
本文利用Mathisson-Papapetrou- Dixon方程组，给出了一个带自旋的测试粒子在弱Kerr度规下的运动方程组。为了将我们的结果与文献的结果进行比较，我们将把自己限制在圆轨道的情况下。特别是，我们解决了一组运动方程的情况下，圆形轨迹的无自旋和自旋的测试粒子在赤道面旋转的机构周围。所得结果对研究旋转引力场中自旋粒子的引力磁效应或引力波效应具有重要指导意义。
2016-09-12 astro-ph.EP gr-qc
Tidal encounters of close white dwarf binaries with spinning black holes
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）
研究密近白矮星双星与自转黑洞的潮汐相遇，发现黑洞自转显著影响双星潮汐动力学，回落率受初始倾角影响并可能呈现三峰结构。
2026-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Circular equatorial orbits of extended bodies with spin-induced quadrupole around a Kerr black hole: Comparing spin-supplementary conditions
本文比较了TD和MP自旋补充条件下，Kerr黑洞周围扩展体（含自旋诱导四极矩）的赤道圆轨道频率，发现SSC间收敛仅部分成立，并讨论了ISCO。
2025-08-05 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
