Tidal deformations of a binary system induced by an external Kerr black hole
本研究推导了Kerr黑洞的四极矩阶电潮汐矩和磁潮汐矩,并应用于Kerr黑洞与极端质量比双星组成的阶层三体系统,探讨了超越后牛顿近似的强引力效应对测试粒子长期动力学的规范不变偏移,适用于超大质量黑洞附近的双星系统。
2023-04-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tidal Dynamics in Kerr Spacetime
本文研究了自由邻近试验粒子相对于稳定赤道测地圆轨道的运动。结果表明,在这种情况下,非线性广义Jacobi方程可以转化为自治形式。研究了临界流速c/sqrt(2)以上的潮汐动力学。特别地,我们证明了从平行于或反平行于克尔旋转轴的圆形轨道垂直发射的自由测试粒子,如果其初始相对速度超过c/sqrt(2),则被潮汐加速。简要地提到了我们的结果在高能天体物理学中的可能应用。
2006-04-20 astro-ph gr-qc
A Plunge into the Chasm: Surviving Tidal Effects in Kerr Spacetime
Université de Mons – UMONS(蒙斯大学)
研究向克尔黑洞坠落的观测者的命运,通过计算沿极轴的潮汐力,发现当黑洞质量超过自旋相关的临界值时,观测者不会被潮汐瓦解。
2026-06-02 gr-qc
Tidal effects away from the equatorial plane in Kerr backgrounds
研究了在远离赤道平面的稳定圆轨道上围绕Kerr黑洞旋转的自引力牛顿恒星的潮汐效应。这种情况下的例子是一个非零卡特常数。在这里,我们计算的潮汐破坏极限(罗氏极限)的恒星数值,在费米正常坐标。罗氏极限被发现强烈依赖于轨道的选择,并显着不同的赤道平面的结果接近近极轨道。正如所料,当恒星靠近黑洞(靠近最内层稳定圆轨道)时,这种差异很大,而当恒星远离黑洞时,这种差异变小。我们还以两个具体的参数值为例,讨论了Roche极限对恒星状态方程的依赖性。
2019-01-19 gr-qc
Observer-dependent tidal indicators in the Kerr spacetime
本文在一般时空中讨论了与黎曼张量的电磁部分有关的潮汐效应。“然后,通过专门考虑克尔时空赤道平面上的静止圆形旋转观测者家族,来探索这些指标的特征。有一些观察员家庭,由于几个原因是特殊的,对每个家庭的这些指标进行了评估。还讨论了潮汐指标从一个观测者传递到另一个观测者时的变化规律,阐明了它们之间的相互作用。我们的分析表明,没有赤道平面圆形旋转的观察者在克尔时空可以测量一个消失的潮汐电指标,而家庭的卡特的观察者测量零潮汐磁指标。
2014-08-22 gr-qc
Tidal interaction of a small black hole in the field of a large Kerr black hole
计算了小质量比下小黑洞与大得多的黑洞的潮汐相互作用的质量和角动量的变化率。小的黑洞要么旋转,要么不旋转,它在大的克尔黑洞的赤道平面上的圆形轨道上运动。轨道是完全相对论性的,并且速率被计算到轨道速度V < V_{isco}的所有阶,其仅受最内侧稳定圆形轨道的大小限制。我们表明,作为V \to V_{isco},速率采取的限制值,只依赖于V_{isco},而不是对大黑洞的自旋参数。
2009-08-31 gr-qc
On the Ambiguity in Relativistic Tidal Deformability
LIGO合作组最近首次报道了引力波对中子星潮汐变形能力的限制。我讨论了相对论潮汐变形性的概念中固有的模糊性,虽然太小,影响目前的测量,可能会成为重要的未来。我提出了一种新的方法来理解的模糊性,并讨论了可靠地连接观测到的引力波形紧凑的对象微观物理的未来前景。
2018-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing between Kerr and rotating JNW space-times via frame dragging and tidal effects
本文首先研究了强引力中标架拖曳的某些问题。的计算进行了克尔黑洞和旋转的Janis-Newman-Winicour的解决方案,这是已知的有一个裸奇点在一个有限半径的表面上。对于克尔度规,陀螺仪进动频率的几个有趣的可能性,由哥白尼观察员以外的ergoregion,指出。它表明,对于某些角速度的一个固定的观察者,这个频率可能完全消失,接近的ergosregion。类似的计算重复静态观察员在裸奇异性的背景下,和强烈的增强相比,黑洞的情况下建立的Lense-Thirring进动频率。然后,我们研究了费米法向坐标系下旋转裸奇点背景下潮汐力的性质。在这里,物理量表征潮汐中断的天体在赤道圆轨道的数值计算。我们的结果表明,在我们考虑的近似水平上,可能与相应的克尔黑洞计算存在显著的偏差。
2017-10-29 gr-qc hep-th
Improved next-to-leading order tidal heating and torquing of a Kerr black hole
我们计算了在外部时空曲率中处于次领先阶的潮汐变形、快速旋转的黑洞事件视界上的能量和角动量通量。这些都表示在潮汐四极矩和它们的时间导数,这提供了一个通用的潮汐环境的表征。作为结果的应用,我们给出了当黑洞是一个缓慢运动的准圆轨道上的双星系统的一员时,视界上的能量和角动量通量的表达式。我们的表达式是精确到1.5后牛顿秩序以外的领先的顺序流量,但它们是有效的任意质量比。我们比较我们的结果与以前得到的极端质量比二进制的情况下,发现他们不同意在1.5后牛顿秩序。我们调查了一些可能的来源,这种差异,但最终无法解决它。
2017-02-20 gr-qc
Non-monotonic Keplerian velocity profiles around near-extreme braneworld Kerr black holes
研究了近极端膜世界Kerr黑洞和裸奇点场中与局部非旋转标架(LNRF)相关的非单调Keplerian速度剖面,其中整体的非局部引力效应由膜世界潮汐荷$b$表示,时空结构的4D几何由Kerr Newman几何控制.我们发现,正的潮汐荷有一种倾向,限制的值的黑洞无量纲自旋$a$承认存在的非单调开普勒LNRF速度轮廓;非单调的配置文件存在于黑洞时空的潮汐荷小于$b=0.41005$(和自旋大于$a=0.76808$)。随着潮汐荷值的减小(不一定是正的),膜世界克尔黑洞周围的LNRF速度剖面中允许非单调性的自旋区域和速度剖面的最小-最大部分中的速度差都增加,这意味着这种现象的天体物理相关性越来越大。
2011-07-31 gr-qc
Critical Tidal Currents in General Relativity
本文建立了中心引力源静止坐标系下的相对论潮汐方程,并研究了其解。从而阐明了某些相对论临界潮流的存在。具体来说,观察者是在空间上处于静止的外部克尔时空的详细考虑,实际上,这些基准观察者定义的克尔源的休息框架。在Kerr背景下,导出了实验粒子自由运动的一般潮汐方程。研究了这些方程的解析解,并强调了潮汐加速机制的存在。
2020-10-11 gr-qc
The Vanishing of the Non-linear Static Love Number of Kerr Black Holes and the Role of Symmetries
该研究利用Ernst形式与Weyl坐标分析四维克尔黑洞的非线性潮汐形变,证明其各阶静态潮汐Love数均为零,且该结果与非线性对称性相关,推广了Schwarzschild黑洞的相关结论,证实四维黑洞对潮汐力的鲁棒性。
2024-12-11 gr-qc hep-ph hep-th
A Semi-Analytical Loss Cone Theory for Tidal Disruption Event Rates Around Kerr Black Holes
Trinity(三一学院)
提出首个半解析框架,将自旋依赖的损失锥边界纳入潮汐瓦解事件率理论,通过新潮汐张量形式计算倾角相关阈值,并推导出闭合形式的捕获分数,发现全局TDE率对黑洞自旋不敏感。
2026-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Tidal perturbations of an extreme mass ratio inspiral around a Kerr black hole
Università di Perugia(佩鲁贾大学);Niels Bohr Institute, Copenhagen University(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所);Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(诺迪塔,皇家理工学院与斯德哥尔摩大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所))
本文通过度规重建技术研究了 Kerr 黑洞在潮汐场下的度规扰动,推导了测试粒子运动的 secular 霍尔姆方程,并分析了极端质量比环形轨道的长期潮汐效应。
2026-07-21 gr-qc hep-th
Limitations of Pseudo-Newtonian approach in studying the accretion flow around Kerr black hole
研究了一般稳态轴对称时空中的相对论吸积流,得到了一个精确模拟具有自旋$0\le a_k <1$的Kerr黑洞广义相对论特征的有效势($Φ^{\rm eff}$).考虑旋转黑洞赤道面上的吸积盘,利用相对论状态方程,研究了相对论吸积流的性质,并与半相对论和非相对论吸积流的性质进行了比较.为此,我们首先研究了旋转黑洞周围吸积流的跨音速性质,在相对论和半相对论流中观察到了很好的一致性。此外,我们还研究了吸积流中的非线性现象,如激波。在这里,我们还发现,激波的性质是一致的相对论和半相对论的流量无关的黑洞自旋($a_k$),虽然它偏离显着的非相对论性流。事实上,当对具有相同外边界条件的流动进行比较时,相对论和半相对论流动中激波转捩的位置与$0 \le a_k \le 0.99$的$6-12\%$偏差一致,但在非相对论流动中观察到很大的差异。此外,我们比较的参数空间的冲击建立的事实,即相对论以及半相对论吸积流动力学没有表现出密切的协议,无论$a_k$值,而非相对论流未能做到这一点。在此基础上,我们指出含$Φ^{\rm eff}$的半相对论流可以满意地模拟Kerr黑洞周围的相对论吸积流。最后,我们讨论了这项工作的背景下,耗散对流吸积流克尔黑洞周围的可能影响。
2018-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Spinning Black Holes Fall in Love
黑洞是否会因外部引力场而发生潮汐形变,这个悬而未决的问题对基础物理学、天体物理学和引力波天文学都有着深远的影响。勒夫张量描述了天体物理学(Kerr)黑洞等致密天体在外部静态潮汐场中的潮汐形变。我们证明了对于非自旋极限的Kerr黑洞或轴对称潮汐扰动,所有的Love张量相等地消失。与此相反,我们表明,爱张量一般是非零的旋转黑洞。具体地说,在Kerr黑洞自旋和弱扰动潮场中,我们以封闭形式计算了耦合质量型和电流型四极矩与电型和磁型四极潮场的Love张量.对于无量纲自旋~ 0.1,非零的四极勒夫张量为~ 0.002,从而表明黑洞是特别“刚性”的紧凑物体。
2021-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Sudden breakdown of effective field theory near cool Kerr-Newman black holes
本文研究了冷Kerr-Newman黑洞附近有效场论的突然失效,发现增加电荷会使高阶导数修正导致的潮汐力发散效应比Kerr黑洞更强,在量子修正起作用前即主导近视界行为。
2024-05-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal invariants along the world line of an extended body in the Kerr spacetime
围绕致密天体运行的伸展天体在背景引力场的作用下会发生潮汐形变。由黎曼张量及其沿物体世界线的导数建立的潮汐不变量是研究潮汐相互作用的几何和物理性质的重要工具。例如,我们可以通过构造一个物体固定坐标系来确定物体附近的潮汐势,这需要将费米型坐标系附加到物体本身,而费米型坐标又与时空度规和沿着所考虑的世界线的曲率有关。同样,在有效场论描述的扩展机构有限尺寸的影响被考虑到通过添加到质点行动某些非最小的耦合,其中涉及积分的潮汐不变量沿轨道的身体。在这两种情况下,都需要进行这样的潮汐张量计算。在这里,我们考虑的情况下,自旋体也赋予了非零的四极矩在克尔时空。根据Mathisson-Papapetrou-Dixon模型,在四极阶截断,通过围绕“质心线”的多极展开来模拟身体的结构。四极张量被假定为二次自旋,占旋转变形。当物体沿圆形轨道运动时以及在任意(赤道)运动的情况下,根据规范不变量讨论了电和磁类型的潮汐不变量的行为。通过检查潮汐张量的相关特征值和特征向量完成分析。史瓦西解的极限情况也探讨了在强场制度和弱场限制。
2018-06-20 gr-qc
No Love for black holes: tightest constraints on tidal Love numbers of black holes from GW250114
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔研究所)
通过GW250114事件,研究发现黑洞潮汐变形性上限,排除部分模型并验证Kerr黑洞预测。
2025-12-01 astro-ph.HE gr-qc
Numerically solving the relativistic Grad-Shafranov equation in Kerr spacetimes: Numerical techniques
静态、轴对称和无力克尔磁层的电动力学研究在很大程度上依赖于所谓的相对论性Grad-Shafranov方程(GSE)的解。不同的数值方法的解决方案的GSE已在文献中介绍,但他们都没有得到充分的评估,从数值的角度来看,在效率和质量的解决方案found. We提出了一个概括这些算法,并给出详细的背景上的算法实现。我们评估的实现算法的数值稳定性和量化的收敛性,所提出的方法为最既定的设置(分裂,抛物面,BH盘,均匀)。
2018-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Distribution of orbital inclinations for tidal disruption events by Kerr black holes
本研究针对克尔黑洞潮汐瓦解事件,考虑倾角保持与各向同性两种损失锥填充极限,计算了轨道倾角分布、穿透因子分布、总TDE率及最大黑洞质量,揭示了黑洞自旋与倾角相关效应对TDE的影响规律。
2024-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Forces in Kerr-AdS and Grey Galaxies
本研究通过计算Kerr-AdS时空中沿测地线运动的潮汐力,验证了灰色星系模型中黑洞周围热气体与黑洞弱相互作用的猜想,为超辐射不稳定性终点提供了支持。
2024-05-29 gr-qc hep-th
Relativistic Tidal Acceleration of Astrophysical Jets
在广义相对论的框架下,我们研究了天体物理喷流相对于中心坍缩位形(“克尔源”)的潮汐加速度。我们始终忽略电磁力。克尔源的静止坐标系是通过源外部时空中的一组假设静态观测者局部定义的。相对于这样一个固定在克尔源旋转轴上的基准观测者,如果喷流粒子的流出速度超过某个阈值(大约是基准观测者位置处牛顿逃逸速度的一半),那么喷流粒子会被潮汐加速到接近光速;否则,粒子会到达某个高度,反转方向并落回引力源。
2020-12-28 gr-qc
Tidal Interaction between a Fluid Star and a Kerr Black Hole in Circular Orbit
本文半解析地研究了含流体星(质量为$m$,半径为$R_0$)和Kerr黑洞(质量为$M$)的圆轨道密近双星系统的平衡模型。我们考虑的极限$M\gg m$时空描述的克尔度规。潮汐变形星近似为椭球体,满足多方状态方程。该模型还包括在恒星内部的流体运动,允许非同步恒星自旋的二进制模型(如预期的合并中子星-黑洞二进制)被构建。潮汐破裂发生在轨道半径$r_{\rm tide}\sim R_0(M/m)^{1/3}$处,但无量纲比$\hat r_{\rm tide}=r_{\rm tide}/[R_0(M/m)^{1/3}]$取决于黑洞的自旋参数以及恒星的状态方程和内部旋转。我们发现,广义相对论潮汐场破坏恒星在一个更大的$\hat r_{\rm tide}$比牛顿潮;差异是特别突出的,如果中断发生在附近的黑洞的地平线。一般来说,克尔黑洞的$\hat r_{\rm tide}$比史瓦西黑洞的小。我们将结果应用于合并的黑洞-中子星和黑洞-白矮星双星。潮汐扰动极限对于表征预期的引力波信号是重要的,并且对于确定可能由这种扰动导致的伽马射线暴的能量学是相关的。
1999-12-27 astro-ph gr-qc
Vanishing Love Numbers of Kerr-Newman Black Holes
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学培养协会);Sapienza Università di Roma(罗马第一大学);INFN, Sezione di Roma(意大利国家核物理研究所罗马分部);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
该研究利用扰动可分性突破,解析得出四维爱因斯坦-麦克斯韦理论中最一般稳态克尔-纽曼黑洞的静态潮汐响应,证明其保守爱数矩阵全为零,还计算了参考系拖曳诱导的非零静态耗散响应。
2026-10-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
The relativistic tidal tensor: general solutions for stationary axisymmetric spacetimes and the Hills mass of naked singularities
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics(鲁道夫·派尔斯理论物理中心);Institute for Advanced Study(高等研究院)
本文提出了一种统一方法计算静态轴对称时空中的潮汐张量,并探讨了裸奇点的Hills质量定义。
2025-11-26 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical Tidal Response of Kerr Black Holes from Scattering Amplitudes
本文通过匹配点粒子有效场论与广义相对论的散射振幅,提取了Kerr黑洞在自旋所有阶上的低频动态潮汐响应,发现部分次领先耦合非零且具有经典重整化群跑动,并验证了保守混合项因静态Love数为零而消失。
2024-03-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Relativistic figures of equilibrium: from Maclaurin spheroids to Kerr black holes
本文评述了爱因斯坦引力理论中旋转流体平衡位形的解析和数值结果。特别强调的是放在连续参数过渡到黑洞。在这方面的极值克尔黑洞的唯一性进行了讨论。
2010-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Love Numbers for Extremal Kerr Black Hole
本文研究了极端零温度克尔黑洞的引力潮汐洛夫数,证明其有限且具有耗散性质,并利用Leaver-MST方法给出了低频下的显式表达式。
2024-12-27 gr-qc hep-th
Effective potential approach to study hydrodynamics and particle dynamics in Kerr geometry
本文从广义相对论径向动量方程导出Kerr几何的有效势,准确模拟其特征,并提出一种类牛顿物理的简化方法研究粒子动力学,适用于Kerr黑洞周围的吸积过程研究。
2024-09-22 astro-ph.HE gr-qc
The tidal response of a relativistic star
University of Southampton(南安普顿大学);Utrecht University(乌得勒支大学);Nikhef(尼赫夫国家粒子物理研究所)
本文提出一种完全相对论的方法,研究紧凑星体在时间/频率依赖的潮汐环境下的响应,通过匹配流体动力学解与近区时空扰动,提供精确的潮汐驱动和响应分析,克服了相对论潮汐模型发展的障碍。
2026-03-24 astro-ph.HE gr-qc
Quadrupolar tidal effects destroy the integrability of black hole geodesics: analytic proof and numerical evidence of chaos
Université de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen UMR6534(卡昂诺曼底大学,ENSICAEN,CNRS/IN2P3,LPC Caen UMR6534)
该研究通过解析证明与数值诊断,证实具有潮汐诱导四极矩的非旋转天体的潮汐动力学不可积,破坏了克尔测地线的可积性,揭示了混沌现象。
2026-07-30 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
Relativistic Tidal Transitions of Saturated Kerr Boson Clouds
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS(中国科学院新疆天文台射电天文技术国家重点实验室);College of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);Xinjiang Key Laboratory of Radio Astrophysics(新疆射电天体物理重点实验室)
研究旋转黑洞束缚超轻玻色子云团的潮汐跃迁,通过结合克尔准束缚模等方法计算矩阵元,发现相对论矩阵元与氢原子值有差异,对云团损耗预测有影响,凸显相对论云团结构在双星历史中的定量重要性。
2026-09-03 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Relativistic Tidal Dissipation and the Gravitational-wave Signal of a White Dwarf Orbiting an Intermediate-Mass Black Hole
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);Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications(北京数学与应用理科研究所)
建立白矮星-中等质量黑洞双星系统的完全相对论性潮汐响应模型,发现相对论性潮汐耗散显著影响轨道演化和引力波信号,可解释准周期爆发和轨道周期增长。
2026-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Tidal Accelerations in the Exterior Schwarzschild Spacetime
我们进一步研究了引力坍缩位形附近自由试验粒子获取潮汐能的广义相对论机制。具体地说,我们研究了类时测地线方程在费米法向坐标系中的解,该坐标系是关于在空间上保持静止的外史瓦西时空中的加速观测者的世界线建立的。这样的静态观察者实际上定义了塌陷源的静止框架。潮汐能的增加是由于局部时空曲率。以前在这个方向上的工作与天体物理喷流有关,涉及沿着克尔旋转轴的测地线运动,其中向外运动的粒子可以被潮汐加速到几乎光速,如果它们的初始速度(由参考观测者测量)超过一定的阈值逃逸速度。为了简单起见,我们把重点放在外部史瓦西时空上,并表明在某些径向向外的方向上,测地线运动可以发生接近光速的有效潮汐加速度。这些结果的物理引力坍缩系统的影响进行了简要的讨论。
2021-03-31 astro-ph.HE gr-qc
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
On relativistic dynamical tides: subtleties and calibration
本文针对相对论性动力学潮汐响应中因度规分解模糊性导致的定义问题,提出一种真空广义相对论下的校准方案,使黑洞潮汐洛夫数为零,并首次计算其次领头阶耗散响应。
2025-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic reflection spectra of super-spinning black holes
我们在非Kerr时空中构造了一个相对论反射模型,在这个模型中,依赖于度规的形变参数,存在具有自旋参数$|a_*| > 1$的黑洞解.我们应用我们的模型来拟合四个Seyfert星系(Ton S180,Ark 120,1H 0419 -577和Swift J0501.9-3239)的朱雀数据。这些星系的中心超大质量黑洞,以前被解释为接近极端的克尔黑洞。对于Ton S180和1H 0419 -577,我们的测量结果仍然与Kerr假设一致。对于Ark 120和Swift J0501.9-3239,在3- $σ$处未回收克尔溶液。我们讨论了我们的结果和模型中可能存在的系统不确定性。
2020-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic sonic geometry for isothermal accretion in the Kerr metric
我们线性扰动平流等温跨音速吸积到旋转的天体物理黑洞研究相对论声学时空的出现,并调查如何显着的特点,这样的时空得到的影响的自旋角动量的黑洞。我们扰动了三个不同的量-速度势,质量吸积率和相对论伯努利常数,以表明这三种情况下获得的声学度量是相同的共形因子。通过构造所需的因果结构,证明了声学黑洞形成于流动的跨音速点,而声学白洞形成于激波位置。相应的声表面重力已被计算的相关的吸积变量和背景度规元素。对背景定常流进行了线性稳定性分析。
2018-02-02 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic tidal heating for Moller pseudotensor
索恩阐明了相对论性潮汐加热与牛顿理论是一致的。此外,索恩还声称,潮汐加热与人们如何定位引力能无关,并且由一定的公式明确给出。Purdue和Favata计算了包括Moller在内的各种经典赝张量的潮汐加热,得到的结果都与牛顿观点相吻合。在重新检验了这个莫勒赝张量后,我们发现不存在任何潮汐加热值。因此,我们认为,如果赝张量是一个Freud型超势,则相对论潮汐加热是赝张量无关的。
2015-09-30 gr-qc
Evolution of Braneworld Kerr-Newman Naked Singularities
我们研究了由于开普勒吸积盘的物质进入而导致的膜世界Kerr-Newman(K-N)裸奇点的演化,即它们的质量$M$、自旋$a$和潮荷$b$表征体空间的作用.我们构造的演化在两个极限情况下适用于潮汐电荷。在第一种情况下,我们假设演化过程中$b$ = const,在第二种情况下,我们假设无量纲潮荷$β\equiv b/M^2$ = const,当潮荷为正值时,演化等价于电中性物质吸积下的标准K-N裸奇点的情形。我们证明了反转吸积总是将K-N裸奇点转化为极端K-N黑洞,而共转吸积导致了多种结果。对于具有无量纲潮荷$β< 0.25$和具有足够低自旋的$β\in (0.25, 1)$的裸奇点,向极端K-N黑洞的转化是可能的.在另一些情况下,这种增长以一种超越的状态结束。对于$0.25 < β< 1$,这是一个挖掘不稳定的K-N裸奇点,使形式上无限的能量提取裸奇点。在$β> 1$的例子中,共转的吸积创造了无限的物质环结构绕着裸奇点运行。共转吸积的两个非标准结果都意味着由于非线性引力效应对这种裸奇点的超越。
2022-05-16 gr-qc
General relativistic tidal heating for the Moller pseudotensor
在他的研究潮汐稳定的完全相对论性中子星索恩表明,完全相对论性表达式潮汐加热是相同的非相对论性牛顿理论。此外,索恩还指出,潮汐加热必须独立于人们如何定位引力能,并且明确地由该表达式给出。Purdue和Favata计算了包括Moller在内的许多经典引力赝张量的潮汐加热,并得到了它们都产生相同的(牛顿)值的结果。然而,在重新检查的计算使用的莫勒伪张量,我们发现,没有潮汐加热。这使我们得出这样的结论:索恩的断言需要略作修改:只有当伪张量源自弗洛伊德型超势时,相对论潮汐加热才是伪张量独立的。
2017-12-21 gr-qc
Tidal deformations of general-relativistic multifluid compact stars
Institute of Astronomy and Astrophysics, Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学天体物理与天文学研究所);Brussels Laboratory of the Universe(布鲁塞尔宇宙实验室);Leuven Gravity Institute, KU Leuven(荷语鲁汶大学引力研究所)
本文研究了多流体框架下致密星的广义相对论潮汐变形,探讨了流体间非耗散性相互牵连对潮汐形变的影响,并分析了超流体中子星和暗物质混合致密星的应用。
2026-03-31 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Hydrodynamic Simulation of Accretion Flow from a Stellar Tidal Disruption
我们研究了当一个超大质量黑洞潮汐扰动一颗恒星时,物质是如何分散并加入吸积流的。结合相对论流体动力学模拟的恒星破裂的潮汐碎片运动的相对论流体动力学模拟,我们跟踪这样一个系统,直到~80%的恒星质量绑定到黑洞已解决成吸积流。在恒星近心点附近和最紧密结合的碎片远心附近的冲击会耗散轨道能量,但只足以使特征半径与最紧密结合的物质的半长轴相当,而不是以前认为的潮汐半径。外部冲击是由后牛顿效应引起的,既对恒星轨道的破坏,也对潮汐力。物质在吸积流中的积累是非单调和缓慢的,需要最紧密结合的潮汐流的轨道周期的~3- 10倍,而大多数物质的流入时间可能与物质积累时间相当或更长。然而,激波的偏转确实从一些质量中移走了足够的角动量和能量,使其甚至在大部分质量积聚到吸积流中之前就向内移动。虽然吸积率急剧上升,然后大致按幂律衰减,但其最大值约为先前预期的0.1倍,峰值持续时间约为先前预测的5倍。因此,从测量的事件时间尺度推断出的黑洞质量和恒星质量的几何平均值是经典理论给出的值的~ 0.2倍。
2015-01-18 astro-ph.HE gr-qc
Highly relativistic circular orbits of spinning particle in the Kerr field
考虑了Kerr背景下的Mathisson-Papapetrou方程。研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性平面圆轨道的存在区域以及粒子的洛伦兹$γ$因子与其自旋和径向坐标的关系。结果表明,与无自旋粒子的高度相对论性圆轨道相反,自旋粒子的相应轨道在更宽的空间区域内是允许的。这些轨道中的一些显示了自旋-引力耦合对粒子的显著吸引作用,而另一些则是由显著排斥作用引起的。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。
2013-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Relativistic Tidal Disruption in Black Hole and Wormhole Backgrounds
Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Department of Physics, Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院物理系)
研究通过数值模拟比较黑洞和虫洞背景中恒星潮汐破坏的动力学差异,发现黑洞背景下的潮汐剥离更强,而虫洞背景下的临界冲击参数更高,且观测到的峰值回落率不同,提出通过观测特性区分黑洞和虫洞背景的方法。
2026-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Strong-field tidal distortions of rotating black holes: II. Horizon dynamics from eccentric and inclined orbits
在以前的论文中,我们开发了工具,用于研究克尔黑洞的视界几何形状,这是潮汐扭曲的二进制同伴使用的技术,需要大的质量比,但可以应用于任何束缚轨道,并允许任意黑洞自旋。我们现在将这些工具应用于一般的克尔黑洞轨道。这使我们能够研究视界动力学:扰动视界几何形状的潮汐场在一般轨道上变化,偏心轨道有显着变化。以前发现的视界行为的许多特征以一种自然的方式延续到动力学的情况。特别是,我们发现显着的应用潮汐和地平线的响应之间的偏移。这导致视界的几何形状膨胀,它可以滞后或超前轨道,这取决于黑洞的旋转和轨道的几何形状。一个有趣的和明显的新功能,我们发现的小振幅,高频率振荡的地平线的响应。我们还不能确定产生这些振荡的机制,但发现当快速旋转的黑洞被非常强的场轨道扭曲时,它们会出现得最清楚。
2016-09-02 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruption of Blanets by Supermassive Black Holes: From Test Particles to Planetary-Mass Bodies in Kerr Spacetime
Department of Physics, Kirori Mal College, University of Delhi(德里大学科里马尔学院物理系)
研究克尔时空中行星级天体(blanet)与超大质量黑洞相遇产生的潮汐瓦解事件,推导了潮汐半径和Hills质量,发现其可观测性远超恒星TDE,并分析了轨道稳定性及引力波信号。
2026-09-15 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic tidal separation of binary stars by supermassive black holes
本文通过三体模拟研究相对论效应对超大质量黑洞潮汐分离双星系统的影响,提出HRNA方法,发现其与1PN结果一致且与牛顿模拟差异显著,相对论效应显著增加分离事件、极端质量比旋近、超高速恒星及碰撞并合概率。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic effects in the tidal interaction between a white dwarf and a massive black hole in Fermi normal coordinates
我们考虑一个白矮星和一个中等质量的黑洞之间的潮汐相遇。弱的遭遇和那些在破坏的阈值建模。数值代码结合网格为基础的流体力学,光谱方法解决方案的自引力,和广义相对论费米正常坐标系,以下的明星和碎片。费米正规坐标提供了一个扩展的黑洞潮汐场,包括四极矩和更高的多极矩和相对论修正。我们计算了白矮星在弱潮汐相遇时的质量损失。其次,我们仔细计算到恒星的能量沉积,检查非径向和径向模式的激发,表面层加热,质量损失和相对论轨道运动的影响。我们发现的证据表明,轻微的相对论抑制潮汐能转移。潮汐能沉积的轨道能量损失相比,由于重力韧致辐射和合并的损失被用来估计潮汐捕获轨道。加热和部分质量剥离将导致白矮星的膨胀,使恒星在下一次通过时更容易被潮汐破坏。最后,我们研究角动量沉积。通过引入八极潮,我们首次能够计算恒星和碎片的质心的偏转。有了这个观测到的偏转,并考虑到轨道相对论效应,我们直接计算轨道角动量的变化,并显示其与计算的自旋角动量沉积的平衡。
2013-05-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Dynamical tidal Love numbers of Kerr-like compact objects
本文开发了计算类克尔致密物体潮汐响应的解析框架,揭示了潮汐Love数在低频下的不连续性、反射率依赖性及旋转效应,为通过引力波进行致密物体本质的模型无关检验奠定了理论基础。
2024-10-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Relativistic tidal effects on clock-comparison experiments
我们考虑了相对论潮汐效应对钟比实验频移的影响。本文推导了在潮汐、轴对称和旋转地球的引力场中频率偏移和时间传递的相对论公式。利用描述固体地球潮汐响应的Love数,建立了地基比对实验的潮汐效应与重力仪观测到的当地重力潮汐之间的数学关系,从而为消除当地重力潮汐资料对时钟比对的潮汐影响提供了一种途径。此外,我们还发展了一种确定空间任务钟比相对论效应的摄动开普勒轨道方法,与传统的未摄动开普勒轨道方法相比,该方法可以进行更精确的计算。利用这种摄动方法,可以给出在潮汐力、地球扁率等影响下,轨道变化引起的相对论效应的摄动。此外,作为我们的结果的应用,我们还模拟了在地面时钟比对中的潮汐效应的频移,并给出了天琴任务和GPS的一些估计。
2020-07-07 gr-qc