Observing the Shadows of Stellar-Mass Black Holes with Binary Companions
观测黑洞的事件视界在其附近发射的光上投射的阴影是当前甚长基线干涉观测的目标。在考虑超大质量黑洞时，光源是黑洞的吸积盘，因此，对阴影的观测可能揭示有关黑洞和吸积流的信息。在这里，我们研究的阴影所投下的恒星质量的黑洞，而不是由一个吸积盘，但由一个恒星伴星在一个广泛的双轨道照明。我们第一次计算在这样的配置中产生的阴影，并显示生成的时间相关阴影“电影”的快照。我们还研究了检测和解决这样的阴影非常长的基线干涉观测的最低标准。我们发现，人们需要能够分辨大于$33$的视星等的望远镜，其基线大于$10^{6}$ km。因此，尽管像事件视界望远镜这样的超长基线干涉仪无法探测到这些阴影，但在未来几十年内，未来的望远镜有可能探测到这些阴影。
2018-08-16 astro-ph.HE gr-qc
Shadows of CPR black holes and tests of the Kerr metric
研究了Cardoso-Pani-Rico（CPR）黑洞在不同的黑洞自旋$a_*$、形变参数$ε_3^t$和$ε_3^r$以及视角$i$下的阴影.我们发现形变参数$ε_3^t$的主要影响是阴影大小的变化，而形变参数$ε_3^r$影响其边界的形状。一般来说，检验克尔度规是不可能的，因为克尔黑洞的阴影可以被具有非零$ε_3^t$或$ε_3^r$的黑洞相当好地再现。在高质量数据的存在下，以及在黑洞具有高的$a_*$和$i$值的有利情况下，对克尔几何的偏离可以受到约束。然而，一些具有非零$ε_3^r$的黑洞的阴影呈现出特殊的特征，对这些阴影的可能检测可以明确地将这些物体与广义相对论的标准克尔黑洞区分开来。
2015-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of rotating regular black holes
我们研究了不同类型的旋转规则黑洞投射的阴影，即Ayón-Beato-García {（ABG）}、Hayward和Barnard。这些黑洞除了总质量（$M$）和旋转参数（$a$）外，还分别具有不同的参数，如电荷（$Q$）、偏差参数（$g$）和磁荷（$g_{*}$）。有趣的是，除了旋转参数之外，阴影的大小还受这些参数的影响。我们发现，在每种情况下的阴影的半径单调减小，失真参数增加时，这些参数的值增加。与标准克尔的情况下的比较也进行了研究。我们还研究了规则黑洞周围等离子体环境的影响，讨论了它的阴影。等离子体的存在会影响规则黑洞阴影的表观尺寸，这是由于两种效应：（i）光子的引力红移和（ii）等离子体密度的径向依赖性。
2016-04-12 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of the magnetically and tidally deformed black hole
我们考虑一个简单的模型，一个黑洞被包围的环形结构，并经历变形，由于磁场和潮汐力。对于这个系统，我们构造了Preston-Poisson黑洞的阴影，并将其应用于超大质量黑洞$M87^*$，并与相应的Schwarzschild和Kerr黑洞的阴影进行了比较.我们发现，对于大偏差参数$B$和$E$，只要测量的角分辨率为$μ\mathrm{arcsec}$量级，Preston-Poisson黑洞的阴影与Kerr黑洞的阴影是清晰可区分的.
2020-08-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Horizon replicas in black hole shadows
本文研究克尔黑洞阴影边界上的视界复现轨道，通过特殊光子轨道及其碰撞参数约束提取黑洞自旋信息，并给出其印记条件与观测模板。
2024-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Testing Gravity with Black Hole Shadow Subrings
事件视界望远镜于2017年首次观测到的黑洞阴影是研究黑洞和理解引力的最新方法。为了理解克尔黑洞的阴影，人们做了大量的工作，包括所有复杂的吸积盘的天体物理学，还有许多关于非克尔黑洞和奇异致密天体中理想阴影的研究。本文首次研究了当照明源为吸积盘时非Kerr黑洞的黑洞阴影。特别是，目前和未来的甚长基线interformeters估计的物理参数的黑洞时空和吸积盘的能力进行了研究，使用两种不同的参数化黑洞度量编码的一些可能的偏离克尔。完整的阴影图像和阴影的各个子环进行了分析，因为高阶子环弱依赖于磁盘物理，可能是一个更可行的观察研究的时空。结果表明，以目前的望远镜能力和任何未来的地面望远镜，将很难对偏离克尔时空的情况施加强约束，主要是由于时空参数之间的低分辨率和强简并性。更乐观地说，空间干涉仪可能能够测试黑洞的克尔性质和广义相对论，其精度与目前其他观测方法相当或更高。
2022-02-04 astro-ph.HE gr-qc
Rotating black holes without $\mathbb{Z}_2$ symmetry and their shadow images
最近对来自黑洞合并的引力波的探测和黑洞阴影的第一张图像增强了在强场区域检验引力理论的可能性。本文研究了一类$\mathbb{Z}_2$对称性一般破缺的类Kerr旋转黑洞的物理性质和阴影像。这样的黑洞解可能出现在引力的基本量子理论的有效低能理论中，比如弦论。在一个理论不可知的框架内，我们要求克尔类解是渐近平坦的，并假设一个卡特类常数被保留，使测地线方程是完全可分的。在满足这两个条件的前提下，我们发现时空的$\mathbb{Z}_2$不对称性可以用两个任意的极角函数来刻画。阴影图像在天球坐标上是$\mathbb{Z}_2$对称的。此外，阴影对任意函数之一是完全盲的。另一个函数，虽然会影响阴影的表观大小，但它几乎不会扭曲阴影轮廓，并且与自旋参数无关。因此，只有在非常精确地测量了黑洞的质量和到地球的距离时，该函数中的参数才能用黑洞阴影来约束。
2020-05-26 astro-ph.HE gr-qc
Multiple shadows from distorted static black holes
研究了具有四极畸变的Schwarzschild黑洞的局域阴影以及外部引力场对光子动力学的影响。外部物质源改变了光环结构，导致多重阴影图像的出现。在负四极矩的情况下，我们确定了最突出的机制，造成多个阴影的形成。此外，我们得到了一个条件下，该机制可以实现。这个条件取决于四极矩，也取决于观测者和天球的位置。
2018-02-08 astro-ph.HE gr-qc
Constraining photon trajectories in black hole shadows
本研究通过分析Kerr黑洞阴影边界对应的光子轨道与碰撞参数，揭示了逆转与共转情形下的显著约束差异，为黑洞观测提供了新模板。
2024-05-22 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical photon sphere and time evolving shadow around black holes with temporal accretion
光子球被认为是形成黑洞阴影的几何结构。对于静态或静止的黑洞时空，如史瓦西时空和克尔时空，这种机制是很好理解的。在本文中，我们研究并明确指定一个光子球，形状的黑洞阴影在一个动态的时空，同时考虑到整体结构的时空。我们认为动力学和永恒的黑洞的Vaidya时空，这代表了一个球对称的黑洞吸积零尘的情况下。首先，我们用数值方法证明了在中等吸积情况下，存在对应于阴影边缘的动力学光子球和光子轨道。其次，在特殊情况下，光子球的解析推导。最后，我们讨论了我们的光子球和定义为光子球推广的几个概念之间的关系。
2022-05-24 astro-ph.HE gr-qc
Black hole mimicker hiding in the shadow: Optical properties of the $γ$-metric
对"阴影"的观察能让我们区分黑洞和更奇特的致密物体吗？我们研究一类真空静态轴对称时空中光子的运动，这种时空通过一个参数的值与史瓦西度规连续联系，这个参数可以被解释为源变形的度量。我们调查的透镜效应和阴影所产生的源，比较预期的图像与史瓦西黑洞的阴影的目的。在天体物理学黑洞的背景下，我们发现，它可能是不可能区分一个外来源与小变形参数的黑洞。然而，随着变形的增加，会出现明显的效果。因此，未来对天体物理学黑洞候选者阴影的更精确测量原则上将允许对物体偏离球对称性施加限制。
2019-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Is a black hole shadow a reliable test of the no-hair theorem?
捕捉被照亮的黑洞的事件视界投射的阴影的图像，在最基本的层面上，是一个在强烈弯曲的时空中极端光偏转的实验。因此，成像阴影的性质可以用来探测天体物理学黑洞的广义相对论克尔性质。作为这一前景的一个例子，人们通常断言，阴影可以检验该理论著名的黑洞质量和自旋多极矩的“无毛定理”的有效性。在本文中，我们评估这一说法通过计算的阴影的赤道半径在时空中的任意多极结构和慢旋转近似。我们发现，当考虑到高于四极矩的时刻，阴影获得高度的退化作为从克尔多极矩的偏差的函数。我们的分析结果表明，具有强非克尔多极结构的暗物体仍然可以产生具有特征性准圆形形状的克尔状阴影。
2023-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Influence of a plasma on the shadow of a spherically symmetric black hole
我们解析地计算了等离子体对黑洞（或其他致密物体）阴影的影响。我们限制到球对称和静态的情况下，阴影是圆形的。假定等离子体是无磁化的，无压力的，我们导出了非特定球对称静态时空中球对称等离子体密度的一般公式。形式主义不仅适用于黑洞，而且，例如，到虫洞作为基本时空模型的例子，我们考虑史瓦西时空和埃利斯虫洞。特别是，我们对待的情况下，等离子体是在径向自由降落从无穷大到史瓦西黑洞。讨论了实际观测等离子体对超大质量黑洞阴影影响的前景。
2015-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Shadows of Colliding Black Holes
我们使用Kastor-Traschen宇宙学多黑洞解计算碰撞黑洞的阴影，该解是描述具有正宇宙学常数的最大带电黑洞碰撞的精确解。我们发现，除了每个黑洞的阴影外，当黑洞彼此靠近时，还会出现眉毛状结构。这些特征可以作为探测器来发现处于合并过程最后阶段的多黑洞系统。
2011-10-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Shadow of a Spherically Accreting Black Hole
我们探讨了史瓦西黑洞上光学薄吸积的一个简单的球形模型，并研究了远距离观测者所看到的图像的性质。我们表明，一个黑暗的圆形区域的中心-阴影-始终存在。阴影的外缘位于光子环半径$b_{\rm ph} \equiv \sqrt{27}r_g$处，其中$r_g=GM/c^2$是吸积质量$M$的引力半径。阴影边缘的位置与吸积气体停止辐射的内半径无关。因此，观测到的阴影的大小是时空几何的一个特征，它几乎不受吸积细节的影响。我们简要地讨论了这些结果的事件视界望远镜图像的超大质量黑洞在M87的相关性。
2019-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Optical properties of black hole in the presence of plasma: shadow
研究了在径向幂律密度等离子体存在下光子绕轴对称旋转Kerr黑洞的运动。结果表明，在等离子体的存在下，所观察到的阴影的形状和大小的变化依赖于i）等离子体参数，ii）黑洞自旋和iii）之间的倾斜角观察者平面和黑洞的旋转轴。为了提取等离子体对黑洞像影响的纯效应，我们还研究了Schwarzschild黑洞的特殊情况，结果表明：i）球对称黑洞周围的光子球在等离子体的影响下保持不变，ii）第二阶段然而史瓦西黑洞在等离子体中的阴影尺寸由于电磁辐射在等离子体环境中的折射而减小洞对等离子体中黑洞能量发射的研究表明，等离子体存在时，黑洞的最大能量发射率降低。
2015-08-28 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of a rotating squashed Kaluza-Klein black hole
研究了旋转压缩Kaluza-Klein（KK）黑洞的阴影，发现它具有不同于一般旋转黑洞的性质.结果表明，旋转压缩KK黑洞的阴影受第五维光子的比角动量的影响很大。特别是当参数在一定的范围内时，一般的黑洞不会出现阴影，而黑洞则不会出现阴影。在存在黑洞阴影的情况下，阴影的形状是一个完美的黑色圆盘，其半径随着黑洞的旋转参数而减小。另外，阴影半径随额外维数参数的变化也依赖于黑洞的旋转参数。最后，利用最新的观测资料，我们估计了银河系中心的超大质量黑洞Sgr $A^{*}$和$M87$中的超大质量黑洞的阴影角半径。
2019-09-30 gr-qc
Black hole shadow in an asymptotically-flat, stationary, and axisymmetric spacetime: The Kerr-Newman and rotating regular black holes
黑洞的阴影可以作为静止黑洞存在的强有力的观测证据之一。如果我们看到星系中心的阴影，我们就可以判断所观察到的致密物体是否是黑洞。在本文中，我们考虑一个公式的阴影轮廓的渐近平坦，静态和轴对称的黑洞时空。我们表明，该公式是有用的几个黑洞，如Kerr-Newman黑洞和旋转的规则黑洞的阴影的轮廓。利用这个公式，在满足假设的条件下，我们可以得到旋转黑洞阴影轮廓的新例子。
2018-03-13 gr-qc
Chaotic Shadows of Black Holes: A Short Review
本文对黑洞阴影的形成和计算作了简要的回顾。首先，我们介绍了黑洞阴影的概念以及目前对各种黑洞阴影的研究。其次，介绍了计算光子球半径和阴影半径的主要方法，并解释了光子球对黑洞阴影边界的影响。本文综述了黑洞阴影的解析计算，由于光子运动系统是可积的，所以阴影边界具有解析表达式。并引入了光子基本轨道，它可以解释黑洞阴影的形状。最后，我们回顾了后向光线追迹方法对黑洞阴影的数值计算，并介绍了一些具有自相似分形结构的混沌黑洞阴影。由于双黑洞并合产生的引力波已被探测到，我们引入了一对双黑洞的阴影，它们都有眉毛状的阴影围绕着具有分形结构的主阴影。讨论了黑洞时空中光子运动系统的不变相空间结构，解释了黑洞阴影的形成是由不动点附近某些李雅普诺夫轨道的不变流形所控制的。
2022-10-10 astro-ph.GA gr-qc
Shadow, quasinormal modes and quasiperiodic oscillations of rotating Kaluza-Klein black holes
本文研究了旋转Kaluza-Klein（KK）黑洞的阴影，以及阴影半径与准正规模实部之间的关系。此外，我们还研究了旋转KK黑洞的准周期振荡。
2020-11-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Can shadows reflect phase structures of black holes?
研究了黑洞阴影与黑洞热力学的关系。我们发现球对称黑洞的相结构可以用阴影半径来反映。对于轴对称黑洞，阴影的大小给出了正确的信息，而阴影的畸变给出了错误的相结构信息。
2020-08-27 gr-qc hep-th
Evolution of black hole shadow in the presence of ultralight bosons
克尔黑洞与量子化玻色子场的耦合显示出一种特殊的霍金效应，受超辐射条件的支配。这导致玻色子云通过自发产生而快速增长，从而导致黑洞的减速，并且可以检测到黑洞阴影的增长。这可以发展成为一种搜索或限制超轻玻色子存在的技术。我们研究了自旋为0的玻色子在黑洞阴影中的这一现象，详细分析了Sgr $A^*$，并对演化时间尺度和随后的黑洞阴影特征变化进行了估计.我们的研究表明，有一个小窗口的参数，其中超大质量黑洞的阴影的增加可能是可见的，但只有当测量的灵敏度从目前的25 $μ$增加到约0.1 $μ$作为。
2020-02-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Shadows of three black holes in static equilibrium configuration
本文通过光线追踪模拟静态平衡三黑洞阴影，发现主阴影、眉状次级阴影、分形边界和环状阴影等特征，并揭示紧密排列三黑洞与单个球对称大质量黑洞之间的阴影简并性。
2025-08-18 gr-qc
Shadow casted by a Konoplya-Zhidenko rotating non-Kerr black hole
本文研究了具有额外形变参数的旋转非Kerr黑洞的阴影。由变形参数引起的时空结构对黑洞阴影的影响很大。对于任意转动参数，随着形变参数的增大，黑洞阴影的尺寸增大，形状变得更加圆整。黑洞的D形阴影只出现在具有适当形变参数的$a<\frac{2\sqrt{3}}{3}M$情形中。特别地，在具有$a>M$的情况下，黑洞阴影具有小眼睫毛的尖形形状，并且随着变形参数的增大，阴影变得不那么尖形。我们的结果表明，变形参数的存在产生了一系列显着图案的Konoplya-Zhidenko旋转非克尔黑洞的阴影。
2017-10-08 gr-qc
Shadows of quintessential dark energy black holes in the domain of outer communication
典型暗能量中的旋转黑洞对应于三个视界：内视界、外视界和典型视界。外部交流的领域是介于外部视界和本质视界之间的区域。在这里，在这项工作中，我们研究的光子区域和阴影的典型的暗能量黑洞时，观察者停留在静态域的外部通信。典型的暗能量黑洞阴影由其质量$(M)$、自旋参数$(a)$、典型的暗能量参数$(ω_q)$和归一化因子$(γ)$表征。暗能量参数$ω_q$可以取$-1.1<ω_q<-1/3$之间的值，并且遵循状态方程$ω_q$ =压力$(p)$ /能量密度（$ρ_q)$ .这个状态参数显著影响黑洞阴影的形状和大小。我们推广了$ω_q$的所有测地线运动方程，并得到了在外部通信域中任意距离处静态观测者可视化黑洞阴影的关系。我们解析地估计了黑洞阴影的可观测量：半径$R_s$，畸变参数$δ_s$和阴影面积$A$。利用阴影半径$R_s$和面积$A$的数值，我们得到了黑洞阴影的角直径。据事件视界望远镜（EHT）观测，M87和Sgr A $^*$黑洞的角尺寸分别为$\ 42 \pm 3 μa s$和$48.7 \pm 7 μa s $。在这种情况下，黑洞阴影的角直径随着本质参数$ω_q$而增加，并且对于外部通信域中的$r_o=5M$处的静态观测者，取参数$-0.66 \leq ω_q \leq -0.62$的值$θ_d \approx 20 \pm 3{^o}$。
2023-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Shadows of Bonnor black dihole by chaotic lensing
本文用后向光线追迹技术对Bonnor黑洞的阴影进行了数值研究。磁偶极子的存在产生不可积的光子运动，这对致密物体的阴影有很大的影响。我们的结果表明，存在一个临界值的阴影。当磁偶极参数小于临界值时，阴影为黑色圆盘;当磁偶极参数大于临界值时，阴影为具有自相似分形结构的带眉凹圆盘.这些行为与等质量非自旋的Majumdar-Papapetrou双星黑洞非常相似。然而，我们发现，这两个较大的阴影和较小的眉毛状阴影连接在一起的中间黑区的Bonnor黑双洞，这是不同的Majumdar-Papapetrou双黑洞时空中，他们是不连通的。随着磁偶极子参数的增加，连接主阴影和眉毛状阴影的中间黑区变窄。我们的结果表明，磁偶极子产生的时空性质产生的有趣的图案的阴影的Bonnor黑双洞。
2018-03-29 gr-qc
Lower bound on the radii of black-hole shadows
The Ruppin Academic Center（鲁平学术中心）；The Jerusalem Multidisciplinary Institute（耶路撒冷多学科研究所）
该研究证明了在满足弱能量条件的球对称毛发黑洞中，阴影半径下界为 $r_{\text{sh}}/r_{\text{H}}\geq 3\sqrt{3}/2$，并验证了施瓦茨希尔德黑洞的阴影达到该下界。
2026-03-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadows of parametrized axially symmetric black holes allowing for separation of variables
在任意度规引力理论中，轴对称渐近平坦黑洞的度规可以表示为依赖于无穷多个参数的一般形式。我们约束这类一般的度量，要求存在额外的对称性，这导致分离的变量的Hamilton-Jacobi和Klein-Gordon方程，并表明，一旦度量函数的变化足够温和的黑洞附近的某些区域，黑洞的阴影只取决于几个变形参数。我们分析了这些参数对黑洞阴影的影响。我们还表明，旋转黑洞的阴影在Einstein-Stronon-Gauss-Bonnet理论是很好的近似，如果违反分离变量的条款被忽略的度量。
2021-05-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow of a disformal Kerr black hole in quadratic DHOST theories
研究了具有额外形变参数的非形式Kerr黑洞的阴影，它属于二次简并高阶标量张量（DHOST）理论的非隐形旋转解.结果表明，对于任意自旋参数的黑洞，阴影的大小随形变参数的增大而增大。然而，变形参数对阴影形状的影响很大程度上取决于黑洞的自旋参数和变形参数的符号。旋转速度越快、变形参数越负的黑洞，阴影形状的变化越明显。特别是对于具有负形变参数的近极端黑洞，其阴影中存在一个“蒂”状结构，且随着形变参数的绝对值增大而增大。在DHOST理论中，非形式Kerr黑洞的阴影中也出现了眉毛状阴影和自相似分形结构。这些源于标量场的黑洞阴影的特征可以帮助我们理解非隐形非形式的Kerr黑洞和二次DHOST理论。
2020-12-25 gr-qc
Shadows of Multi-Black Holes: Analytic Exploration
多个黑洞的阴影具有与单个黑洞的阴影的单纯叠加不同的结构：主阴影外部的眉毛状结构和阴影的变形。我们提出了这些结构的分析估计使用静态多黑洞解（Majumdar-Papapetrou解决方案）。我们发现眉毛的宽度与两个黑洞之间的距离有关，并且由于第二个黑洞的存在，阴影变形为椭圆。这些结果有助于定性地理解碰撞黑洞阴影的特征。我们还提出了碰撞/合并黑洞的阴影在Kastor-Traschen解决方案。
2012-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Black Hole Shadow with Soft Hair
光在黑洞周围被强引力弯曲，形成所谓的黑洞阴影，其形状可以揭示近视界几何结构，可能揭示强引力和黑洞的新物理。在引力理论的红外结构下，我们采用解析和光线追迹两种方法研究了黑洞的阴影，这种红外结构将时空的渐近对称性表现为黑洞的超平移软毛.虽然有和没有软毛的黑洞度规是通过大规范变换联系起来的，但与阴影形状相关的近视界几何却完全不同。此外，测地线的哈密顿量似乎本质上不同，即，由于软毛破坏球对称性而导致的可分性的丧失。通过应用光线跟踪计算，我们发现，柔软的头发，虽然不影响阴影的形状，可能会改变阴影的平均大小和位置。图像所造成的软头发黑洞周围吸积流进行了讨论。
2022-08-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A study on black hole shadows in asymptotically de Sitter spacetimes
以前的工作黑洞阴影主要集中在研究阴影在渐近平坦和反德西特时空。在目前的工作中，我们发现一般的表达式渐近de Sitter黑洞阴影所看到的静态和comoving观察者，任何球对称黑洞解，在任何时空维的一般引力理论。作为测试用例，我们使用导出的一般表达式研究了三种不同的黑洞解的阴影：四维Reissner-NordströmdeSitter黑洞，最近提出的四维GaussBonnetdeSitter黑洞和五维GaussBonnetdeSitter黑洞.
2020-07-09 gr-qc
Effect of gravitational wave on shadow of a Schwarzschild black hole
本文研究了在一种特殊的引力极微扰下的Schwarzschild黑洞的阴影，这种引力极微扰是展开到一阶的Einstein方程的特解。结果表明，黑洞阴影随时间呈周期性变化，阴影的变化依赖于勒让德多项式的序参量和引力波的频率σ.对于奇数阶勒让德多项式，阴影中心沿垂直于赤道面的方向振荡。对于偶数l，阴影的中心不移动，但阴影沿垂直方向随时间交替拉伸和挤压。此外，由于引力波的存在，在黑洞阴影的边界处出现了自相似的分形结构。我们还发现这种特殊的引力波对黑洞阴影的垂直方向有较大的影响。
2021-05-02 gr-qc
The shadow of regular black holes with asymptotically Minkowski core
研究了一类新的正则黑洞的阴影问题，这类黑洞具有渐近Minkowski核和Sub-Planckian曲率。首先，将球对称度规推广到旋转类Kerr黑洞，导出了黑洞视界附近圆轨道的零测地线，并绘制了不同偏差参数下的黑洞的阴影.研究发现，随着偏离参数的增大，阴影的尺寸逐渐缩小，而阴影的形状则变得更加变形。特别地，通过与具有相同参数值的Barkowski黑洞和Hayward黑洞的阴影比较，我们发现一般来说具有Minkowski核的黑洞的阴影比具有de Sitter核的黑洞的阴影具有更大的变形，这为将来通过天文观测区分这两类具有不同核的规则黑洞提供了一种可能的策略.
2022-11-16 gr-qc
Shadow of Schwarzschild-Tangherlini black holes
研究了H $D$ Schwarzschild-Tangherlini黑洞的阴影，并解析计算了额外维对黑洞阴影的影响.黑洞在其强大的引力场的作用下会投射出阴影，这是一种光学现象。对于史瓦西黑洞来说，引力场是一个被圆圈覆盖的暗区。我们证明了零测地线方程可以用Hamilton-Jacobi方法积分，这使我们能够研究H $D$ Schwarzschild-Tangherlini黑洞的阴影.有趣的是，对于固定的质量参数值，H $D$时空中的阴影比4 $D$史瓦西黑洞中的阴影小。此外，H $D$ Schwarzschild-Tangherlini黑洞的阴影是同心圆，圆的半径随着$D$的增加而减小。我们在不同的参数值下，在不同的维度上可视化光子区域和阴影，并且还研究了能量发射率。我们的结果在$D=4$极限下精确地约化到了\emph{vis-$\grave{a}$-vis} Schwarzschild黑洞的情形。
2017-07-22 gr-qc
On the approximation of the black hole shadow with a simple polar curve
一个黑洞嵌入一个明亮的、光学上薄的发射区域，在它的图像上留下一个近似圆形的“阴影”，对应于观察者进入黑洞的视线。阴影边界取决于黑洞的质量和自旋，通过高分辨率图像提供了这两种属性的可观察签名。然而，阴影边界的标准表达式最自然地由Boyer-Lindquist半径而不是图像坐标来参数化。我们探索简单的，近似的参数化的阴影边界使用椭圆和一个家庭的曲线称为limacons。我们证明，这些曲线提供了良好的和有效的近似所有黑洞的自旋和倾角。特别是，我们表明，这两个参数的利马孔自然占三个主要的阴影变形所造成的质量和自旋：大小，位移和不对称性。这些曲线是方便的参数模型拟合直接干涉数据，他们揭示了退化时，预计估计黑洞属性的图像与实际测量的限制，他们提供了一个自然的框架参数测试的克尔度规使用黑洞图像。
2020-07-13 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Calculating black hole shadows: Review of analytical studies
在这篇文章中，我们提供了一个审查的黑洞阴影的研究现状，侧重于分析（而不是数值和观测）的研究。我们开始特别注意的定义的阴影和它的关系，经常使用的概念逃逸锥，临界碰撞参量和粒子的横截面。为了方法的目的，我们提出了推导的角度大小的阴影的任意球对称和静态的时空，它允许一个计算的阴影观察者在任意距离的中心。然后我们讨论了克尔黑洞的阴影的计算，对于一个观察者在黑洞之外的任何地方。对于在大距离的观察者，我们提出并比较了文献中使用的两种方法。特别注意的是，在空间中的阴影计算时间不是渐近平坦的。虫洞的阴影和其他黑洞的冒名顶替者进行审查。然后，我们讨论的计算黑洞的阴影在一个膨胀的宇宙，作为一个共同运动的观察者。还考虑了等离子体对黑洞阴影的影响。
2022-01-25 gr-qc
NUT charges and black hole shadows
我们研究了NUT荷对零角动量观测者看到的Kerr-Taub-NUT黑洞阴影的非平凡效应。对于不同NUT荷数和弦奇点分布的黑洞，研究了观测者获得最大、局部极值或最小阴影尺寸和畸变的倾斜角.通常，我们发现，当观察者接近弦奇点时，阴影的大小可以相对非常小，而阴影的失真相对相当大。在特殊情况下，我们发现当弦奇异性只位于黑洞的南极轴上，且NUT荷足够大时，对于北极观测者，阴影尺寸最大。
2021-03-21 gr-qc
Exploring black hole shadows in axisymmetric spacetimes with coordinate-independent methods and neural networks
本文采用坐标无关形式体系研究轴对称致密天体的黑洞阴影，结合勒让德/傅里叶展开分析多时空几何特征，开发神经网络框架从观测数据精确估计参数，为检验广义相对论及约束黑洞参数提供新方法。
2025-11-12 gr-qc
The surface geometry and shadow of a Schwarzschild black hole with halo
本文研究了含四极项和八极项晕的Schwarzschild黑洞的表面几何和阴影。我们发现四极项使Schwarzschild黑洞在四极强度$\mathcal{Q}<0$时变长，在$\mathcal{Q}>0$时变扁;八极项使阴影在八极强度$\mathcal{O}<0$时向上拉伸，在$\mathcal{O}>0$时向下拉伸.对于$\mathcal{Q}>0$和$\mathcal{Q}<0$，带晕的Schwarzschild黑洞的阴影分别沿水平方向拉伸和挤压。同时，黑洞阴影对于$\mathcal{O}<0$向上移动，对于$\mathcal{O}>0$向下移动。我们用四极项和八极项解释了形成阴影边界的光线，从而解释了黑洞阴影的特殊图案的出现。由观测到的黑洞阴影的宽度$W$、高度$H$、扁率$K$和畸变参数$δ_{c}$，可以确定带晕Schwarzschild黑洞的四极和八极强度。我们的结果表明，四极和八极项产生一系列有趣的图案的史瓦西黑洞的阴影与晕。
2022-09-07 gr-qc
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
Shadow of a Kerr-Sen dilaton-axion Black Hole
本文分析了荷电静止轴对称时空（Kerr-Sen介子-轴子黑洞）的阴影。这个黑洞由质量$M$、自旋$a$和$r_α=Q^{2}/M$定义，其中$Q$是电荷。研究了两种情况下的阴影，i）观察者在真空中的无穷远处和ii）观察者在存在径向功率低密度等离子体的无穷远处。在真空中，这个黑洞的阴影取决于电荷和自旋参数。我们可以看到，随着电荷的增加，$Q$会减小阴影的大小。此外，增加自旋参数$a$会减小阴影的大小。然而，在等离子体存在的情况下，等离子体的折射率$n$等参数对阴影的影响很大。实际上，折射率的减小会减小阴影的大小。
2016-10-29 gr-qc
Shadows of rotating five-dimensional charged EMCS black holes
更高维度的理论承认像超大质量黑洞这样的天体物理学对象，它们与标准黑洞有很大的不同，它们的引力透镜特征偏离了广义相对论。众所周知，黑洞阴影是由于光子落入黑洞的测地线而产生的黑暗区域，如果检测到黑洞阴影，则可以使用该阴影来确定哪种引力理论与观测结果一致。测量黑洞周围的阴影大小可以帮助评估黑洞度量的各种参数。研究了旋转五维带电Einstein-Maxwell-Chern-Simons（EMCS）黑洞投射阴影的形状，用四个参数表征，质量，两个自旋和电荷，其中自旋参数设置为相等。通过对零测地线方程的积分，得到了五维EMCS黑洞阴影的解析表达式，进而表明黑洞阴影的大小不仅受自旋的影响，而且受电荷的影响.阴影是一个被变形圆覆盖的暗区，与五维Myers-Perry黑洞相比，阴影的大小随着电荷$q$的增加而减小。有趣的是，失真随着电荷$q$而增加。讨论了这些参数对五维EMCS黑洞裸奇点阴影形状和大小的影响。
2018-05-30 gr-qc
Shadows of Kerr-like black holes in $4D$ Einstein-Gauss-Bonnet gravity and constraints from EHT observations
利用事件视界望远镜（EHT）对M87* 黑洞阴影的观测，使我们能够在极场区检验修正的引力理论，并估计黑洞的参数。在此基础上，我们研究了$4D$ Einstein-Gauss-Bonnet（EGB）引力场中的类Kerr旋转黑洞，并推导了它们的阴影.考虑到倾斜角$θ_0=17^o$，我们表明，EGB黑洞的阴影是更小，更扭曲比克尔黑洞。将M87* 黑洞模拟为EGB黑洞，我们预测了阴影角大小$35.7888μas\leq θ_d\leq 39.6192μas$ .在1 $σ$区域内的M87* 黑洞阴影角尺寸$θ_d=42\pm 3μas$限制了GB耦合参数和黑洞自旋参数。有趣的是，EGB黑洞阴影的圆度偏差比M87* 黑洞的有界偏差小。
2023-02-03 gr-qc
Effects of Born-Infeld electrodynamics on black hole shadows
本文研究了具有磁单极子的Born-Infeld（BI）黑洞和浸没在BI均匀磁场中的Schwarzschild黑洞的阴影。在天球照明下，用后向光线追迹法获得了黑洞的图像。对于荷磁BI黑洞，我们发现阴影半径随着非线性电磁效应的增加而增加。对于浸没在BI均匀磁场中的Schwarzschild黑洞，光子倾向于向对称轴移动，导致沿赤道平面的拉伸阴影。
2022-05-29 gr-qc
Chaotic Solutions and Black Hole Shadow in $f(R)$ gravity
在$f(R)$引力的背景下讨论了黑洞阴影和光子球的出现。结果表明，阴影对某些$f(R)$解的度量线性不稳定性指数敏感。因此，光子圆形轨迹的不稳定性，界定了黑洞光子球，是双指数。具体来说，我们个性化的两个李雅普诺夫指数，而不是只有一个，涉及到两个不同的来源的混沌在测地线轨道作为一种蝴蝶效应。这样的结果违反了Maldacena、Shenker和Stanford为广义相对论提出的黑洞混沌界。我们还研究了$f(R)$引力场中的黑洞度规不稳定性对准正规模的影响。在广义引力理论的框架下，我们的分析提出了一个新的范式来处理黑洞阴影和引力波观测来自黑洞合并在ringdown阶段。
2021-03-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow of rotating charged black hole with Weyl corrections
本文对渐近平坦、轴对称、静止时空中旋转带电黑洞的黑洞阴影进行了理论研究。这个时空由质量（$M$）、电荷参数（$q$）、旋转参数（$a$）和外尔耦合常数（$α$）表征。我们推导了黑洞周围的光子测地线，并利用光子球轨道条件计算了碰撞参量的表达式。我们展示了耦合常数$α$的存在如何影响通常的Kerr-Newman黑洞的黑洞阴影的形状。并与标准Kerr和Kerr-Newman黑洞进行了比较，观察了它们的潜在偏离。我们发现，在耦合常数$α$为正值和负值时，随着电荷$q$的增加，黑洞阴影的半径减小，阴影形状的畸变增大.进一步考虑了黑洞周围的等离子体环境，得到了黑洞阴影的基本表达式。
2019-06-10 gr-qc
Evolution of black hole shadows from superradiance
由于超辐射不稳定性，黑洞已经变成了宇宙实验室，用来寻找超轻标量。在本文中，我们提出了一个详细的研究超辐射演化的影响，黑洞阴影和调查令人兴奋的可能性，探索它与未来的观测甚长基线干涉。我们模拟的超辐射演变数值，在绝热制度，并推导出解析近似模拟的过程。在超辐射的驱动下，我们演化了黑洞阴影直径，发现它可以改变几个$μ$，就在事件视界望远镜的当前分辨率之下，尽管时间尺度比实际观测时间要长;以及（iii）详细探讨阴影的最终状态是如何由初始参数和耦合决定的。
2020-07-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Possible imprints of cosmic strings in the shadows of galactic black holes
我们研究被宇宙弦穿透的克尔黑洞的阴影。观测到的图像不仅依赖于黑洞的自旋参数和倾斜角，而且依赖于宇宙弦产生的亏损角。的可观察到的特征的阴影上的赤字角的依赖关系进行了探讨。宇宙弦的存在在黑洞阴影中留下的印记可以作为观测探测这种弦的方法。
2013-11-14 gr-qc
Aberrational Effects for Shadows of Black Holes
本文讨论克尔黑洞的阴影如何依赖于观察者的运动。特别是，我们推导出一个解析公式的阴影的边界曲线的观察者在给定的Boyer-Lindquist坐标系下以给定的四速度移动。我们将阴影可视化为各种参数值。
2015-02-10 gr-qc
Black hole shadow of a rotating scale--dependent black hole
本文从球对称尺度相关的黑洞出发，采用Newman-Janis算法，不加复杂化，得到了旋转解。除了研究旋转解的视界、静态条件和因果性问题外，我们还得到并讨论了它的阴影形状。
2020-03-29 gr-qc
Black hole shadow in the view of freely falling observers
最近，事件视界望远镜首次获得了M87星系中黑洞的轮廓图。由于黑洞阴影的出现反映了黑洞的时空几何结构，因此观测黑洞阴影可能是强场区检验广义相对论的一个很有前途的方法。本文主要研究球形黑洞阴影相对于自由落体观测者的角半径。在广义相对论框架下，给出了像差公式和角半径-引力红移关系。为了直观起见，我们以参数化Schwarzschild黑洞和Schwarzschild-de Sitter黑洞为代表。我们发现，当自由下落的观察者通过内视界时，他们将观察到有限大小的阴影。对于从Schwarzschild-de Sitter黑洞外视界自由下落的观察者，我们发现即使观察者远离黑洞，阴影的角半径也会增加。
2020-06-27 gr-qc
The observer-dependent shadow of the Kerr black hole
由于观测Sgr A* 阴影时地球轨道的倾角不在银道面上，因此我们考虑了任意倾角和不同观测者速度下的黑洞阴影.该研究的一个令人惊讶的发现是，黑洞的旋转轴可能无法从其阴影中提取，因为阴影扭曲的方式不仅取决于黑洞的旋转，还取决于观察者的速度。也就是说，由于观察者的运动，阴影的出现可能在观察者的天球中旋转一个角度。为了进一步证实这一结果，提出了一种计算阴影的形式。此外，我们还利用这一形式考虑了人马座A* 阴影的地球轨道。
2021-09-06 gr-qc
Shadow of noncommutative geometry inspired black hole
本文研究了由非对易几何启发的旋转黑洞投射的阴影。除了无量纲自旋参数$a/M_{0}$与$M_{0}$黑洞质量和倾角$i$外，无量纲非对易参数$\sqrt{\vartheta}/M_{0}$也被发现影响黑洞阴影的形状.结果表明，随着$\sqrt{\vartheta}/M_{0}$参数的增加，黑洞阴影的尺寸略有减小，但变形量增大，与Kerr黑洞相比，参数$\sqrt{\vartheta}/M_{0}$使阴影变形量增大.这为在不久的将来利用天文仪器区分非对易几何启发的黑洞和克尔黑洞提供了一条途径。
2015-08-17 gr-qc
