Kerr black holes with scalar hair
我们提出了一个家庭的解决方案，爱因斯坦的引力最低限度地耦合到一个复杂的，大量的标量场，描述渐近平坦，旋转的黑洞与标量头发和一个定期的地平线。这些多毛的黑洞（HBH）由旋转支撑，没有静态限制。除了质量M和角动量J，它们还携带一个守恒的、连续的诺特电荷Q，用来测量标量头发。HBH在超辐射不稳定性的阈值处从克尔度规分支出来，并在消失视界区域的极限处还原为自旋玻色子星。它们与Kerr黑洞重叠一组（M，J）值。一个单一的基灵向量场保持的解决方案，正切的零测地线生成器的事件视界。与克尔解相比，HBH可以表现出明显的物理差异，例如J/M^2>1，四极矩大于J^2/M，最内层稳定圆轨道处的轨道角速度更大。连接到克尔几何的HBH家族应该存在于具有更一般的自相互作用的标量（和其他）模型中。
2014-05-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Ergo-spheres, ergo-tori and ergo-Saturns for Kerr black holes with scalar hair
我们最近报道（arXiv：1403.2757），在广义相对论中存在着与一个大质量的复杂标量场最小耦合的带有标量头发的克尔黑洞。这些解决方案之间的玻色子星和克尔黑洞插值。后者有一个众所周知的拓扑S^2的能面（能球），而前者在参数空间的一个区域中发展出一个S^1*S^1的能面（能环面）。我们证明了多毛黑洞总是有一个能区，并且这个能区由能球或能土星--即S^2 \oplus（S^1*S^1）能面--界定。在相空间的解决方案，能环面可以出现从能球断开或夹断从it. We提供了一个启发式的论点，基于一个措施的大小的能区，超辐射不稳定性-这是可能存在的-是弱的毛茸茸的黑洞比克尔黑洞具有相同的全球费用。我们观察到，对于其他旋转的“多毛”黑洞，也应该出现类似土星的、甚至更显著的能表面。
2014-06-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Classical moduli hair for Kerr black holes in String Gravity
在单圈修正超弦有效作用量的框架下，计算了旋转黑洞背景下的外模和对$O(α')$的毛的贡献。
1995-03-05 gr-qc hep-th
Kerr black holes with Proca hair
贝肯斯坦证明，在爱因斯坦引力最小耦合到一个（或多个）真实的阿贝尔Proca场，静态黑洞（BH）不能有Proca头发。放弃贝肯斯坦的假设，即物质继承时空对称性，我们表明，这个模型承认渐近平坦，固定，轴对称，经常在和外面的事件视界BH与Proca头发，偶数个真正的（或任意数量的复杂）Proca字段。为了建立它，我们首先展示了一个测试，复杂的Proca场可以形成束缚态，具有真实的频率，围绕克尔BH：固定Proca云。这些状态存在于超辐射的阈值。在arXiv：1403.2757中，这种云在线性水平上的存在意味着在非线性水平上存在一个新的BH解族。我们证实了这一预期，并明确构建这样的克尔黑洞与Proca头发（KBHsPH）的例子。对于一个单一的复杂Proca场，这些BH形成了可数的家庭与三个连续的参数（ADM质量，ADM角动量和Noether电荷）。他们从克尔解中分支出来，克尔解可以支持静止的Proca云，当视界尺寸消失时，可以简化为Proca星。我们提出了一个家庭的KBHsPH的存在域，以及它的相空间的ADM量。一些物理性质的解决方案进行了讨论，特别是，与克尔黑洞与标量头发，一些时空区域可以相对于视界反转。我们进一步建立了一个无Proca头发定理静态，球对称BH，但允许复杂的Proca字段有一个谐波的时间依赖性，这表明BH与Proca头发在这个模型中需要旋转，没有静态限制。KBHsPH也与…
2016-03-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A no-short scalar hair theorem for rotating Kerr black holes
如果一个黑洞有头发，这头发能有多短？这个有趣的问题的部分答案最近由“非短发”定理提供，该定理断言球对称电中性多毛黑洞配置的外部场必须延伸到表征相应黑洞时空的零圆测地线之外。人们自然会想，无短发不等式$r_{\text{hair}}>r_{\text{null}}$是否是所有电中性多毛黑洞时空的一般性质？在本文中，我们提供的证据表明，这个有趣的问题的答案可能是积极的。特别是，我们证明了最近发现的云克尔黑洞时空-非球对称非静态黑洞，支持线性化的大规模标量场在其外部区域-也尊重这个不短发下界。具体地说，我们解析地导出了外部束缚态质量标量云有效长度的下界$r_{\text{field}}/r_+>r_+/r_-$（这里$r_{\text{field}}$是定态束缚态标量场的峰值位置，$r_{\pm}$是黑洞的视界半径）。值得注意的是，这个下界是普适的，因为它与外部标量场的物理参数（固有质量和角谐指数）无关。我们的结果表明，下界$r_{\text{hair}}>r_{\text{null}}$可能是渐近平坦电中性多毛黑洞配置的一般性质。
2017-05-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black holes with scalar hair in light of the Event Horizon Telescope
寻找违反无毛定理（NHT）是检验引力和更一般的基础物理学的一种强有力的方法，特别是关于附加标量场的存在。事件视界望远镜（EHT）首次观测到黑洞（BH）阴影，为强场区域的引力测试开辟了一个新的直接窗口，包括对违反NHT的探测。我们考虑两种情况所描述的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的广义相对论和电磁，其中我们添加了一个标量场。在第一种情况下，我们考虑一个最小耦合的标量场与潜在的，而在第二种情况下，场是共形耦合曲率。在这两种情况下，我们构建收费BH解决方案，发现进行初级标量头发。然后，我们计算这两个BH投射的阴影作为它们的电荷和标量头发参数的函数。将这些阴影与最近由EHT合作成像的M87* 的阴影进行比较，我们对这两个BH携带的标量头发的数量设置了限制。共形耦合的情况下，允许一个政权的头发参数，兼容EHT约束，描述了所谓的突变Reissner-Nordström BH：这个解决方案最近发现，有效地模仿虫洞。我们的工作提供了新的限制基础物理，特别是对违反无毛定理和存在额外的标量场，从M87* 的阴影。
2020-08-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
No-Hair Theorem in the Wake of Event Horizon Telescope
由于M87* 超大质量黑洞（SMBH）阴影的非凡EHT图像的发布，我们有一个新的窗口来评估强场制度中基础物理的有效性。出于这一动机，我们考虑Johannsen \& Psaltis度量参数化的质量，自旋，和一个额外的无量纲的头发参数$ε$。在高旋转制度的参数框架提供了一个良好的行为床的强重力测试的无毛定理（NHT）使用的EHT数据。把$ε$推广到标准克尔时空中，丰富了它的内涵，因为根据设置的正负值，我们可以分别处理变形克尔裸奇点和克尔BH解。与这两种可能的解决方案相关联的阴影表明，变形参数$ε$影响标准阴影的几何形状，使得它分别变得更加扁圆和扁长，具有$ε<0$和$ε>0$。通过扫描与三个阴影观测值扁率，偏离圆度，和阴影直径相关联的窗口，我们进行了数值分析的范围内的无量纲旋转参数$a_*=0.9\mp0.1$，找到头发参数$ε$在两种可能的解决方案的约束。对于$ε$的两种可能的符号，我们提取了与$a_*$相互作用的各种上界。虽然通过接近旋转参数的极限，头发参数的允许范围变得更窄，毛茸茸的克尔BH解决方案是一个更有前途的候选人，以发挥替代紧凑对象的作用，而不是标准的克尔BH。毛状克尔BH与目前观测到的M87* SMBH的EHT阴影之间缺乏紧张关系，这传递了这样一个信息，即有可能违反NHT。
2021-08-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Iron K$α$ line of Kerr black holes with Proca hair
我们继续我们的研究能力，目前和未来的X射线任务，以测试性质的天体物理黑洞候选人通过X射线反射光谱和区分克尔黑洞从其他解决方案的4维爱因斯坦的引力在物质场的存在。在这里，我们研究的情况下，克尔黑洞Proca头发[1]。对这些配置的样本的分析表明，即使是非常多毛的黑洞也可以模仿标准克尔黑洞的铁线轮廓，并且，至少对于我们研究的配置，我们发现目前的X射线任务无法将这些物体与克尔黑洞区分开来。这与我们以前对克尔黑洞具有标量（而不是Proca）毛发的情况的研究结果形成对比[2]，尽管这种比较可能因有限的样本而有偏差。未来的X射线任务可以检测到Proca头发的存在，但对预期强度分布（目前缺失）的理论知识对于获得强约束至关重要。
2017-05-25 astro-ph.HE gr-qc
Kerr-Newman black holes with scalar hair
我们构造了带标量头发的带电克尔黑洞。首先，我们取一个不带电的标量场，通过背景度规与电磁场间接相互作用。相应的解族，被称为具有无标度头发的克尔-纽曼黑洞，在标度头发消失的极限下简化为克尔-纽曼黑洞的（一个子族），在视界消失的极限下简化为不带电的旋转玻色子星。它给不带电的溶液增加了一个额外的参数：总电荷。这个领先的电磁多极矩不受标量头发的影响，并且可以通过使用高斯定律在围绕事件视界（的空间部分）的任何闭合2-表面上计算。相比之下，第一个子超前电磁多极-磁偶极矩-被标量头发抑制，使得旋磁比总是小于Kerr-Newman值（$g=2$）。其次，我们考虑规范标量场，得到了一类具有规范标量头发的Kerr-Newman黑洞。带电标量场现在存储了总电荷的一部分，这只能通过在空间无限远处应用高斯定律来计算，并引入了一个新的孤子极限--带电旋转玻色子星。在这两种情况下，我们分析了一些物理性质的解决方案。
2016-09-13 gr-qc hep-th
Kerr black holes with synchronised Proca hair: lensing, shadows and EHT constraints
我们研究了旋转Proca星的引力透镜效应和同步Proca头发的Kerr黑洞（BH）的阴影和透镜效应，讨论了事件视界望远镜（EHT）M87* 和Sgr A* 数据的理论方面和观测约束。在理论方面，这个家庭的BH插值克尔类解决方案-表现出类似的光学外观的克尔BH-非常非克尔类解决方案，表现出异国情调的功能，如尖状阴影，鸡蛋般的阴影和鬼的阴影。我们解释这些功能的基本光子轨道的结构，其中存在不同的分支，包含稳定和不稳定的轨道，后者的一些没有阴影相关。在观测方面，我们表明，目前的EHT约束是兼容的所有这样的BH，可以形成从克尔BH的超辐射不稳定性的增长。出乎意料的是，考虑到EHT数据中（大约）10%的误差条-与它们的标量表亲模型相反-一些在Proca头发中具有高达40%能量的BH与当前数据兼容。我们估计未来观测的必要分辨率，以更好地约束这个模型。
2022-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Construction and physical properties of Kerr black holes with scalar hair
带有标量头发的克尔黑洞是爱因斯坦-克莱因-戈登场方程的解，描述了规则的（在事件视界上和视界外），渐近平坦的带有标量头发的黑洞（arXiv：1403.2757）。这些黑洞在克尔解和D=4的时空维度中的旋转玻色子星之间不断地插值。在这里，我们提供了有关其构造的详细信息，讨论了拟设、场方程、边界条件和数值策略的性质。然后，我们提出了一个概述的参数空间的解决方案，并详细描述了时空结构的黑洞外部几何和标量场的参考解决方案的样本。潜在的天体物理学兴趣的唯象性质也进行了讨论，并评论的稳定性和可能的概括。作为本文的补充材料，我们提供的参考解决方案的样本的数值数据文件讨论，供公众使用。
2015-05-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The no-hair theorem and black hole shadows
黑洞事件视界望远镜（EHT）对M87超大质量黑洞的成功观测为引力理论的研究提供了一个很好的机会。本文得到了旋转情形下短发黑洞的精确解，并详细计算了头发对黑洞阴影的影响。对于精确解部分，我们利用Newman-Janis算法，将球对称短发黑洞度规推广到旋转情形（时空李元（2.25））。对于BH阴影部分，我们研究了两个有毛BH模型。在模型1中，标量毛发的属性由参数$α_{0}$和$L$确定。在模型2中，BH的标量头发是短发。在这个模型中，BH阴影的形状由标量电荷$Q_{m}$和$k$决定。一般来说，不同的BH头发对阴影有不同的影响，如非单调性和交叉现象在这项工作中提到。利用这些特征，有可能在未来的EHT观测中检验无毛定理，从而对黑洞的量子效应有更深入的了解。在未来的工作中，我们将使用数值模拟来研究各种头发对BH的影响及其观察到的特性。
2022-09-17 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
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
Parameter estimation of hairy Kerr black holes from its shadow and constraints from M87*
最近获得的多毛克尔黑洞，由于额外的来源或周围的流体，如暗物质，具有守恒的能量-动量张量，有一个偏差$α$和主头发$l_0$，除了旋转参数$a$和质量$M$。在对超大质量黑洞M87* 的\textit{Event Horizon Telescope}（\textit{EHT}）观测之后，最近对黑洞阴影的兴趣激增，这表明可以比较广义相对论（GR）和改进的引力理论（MoG）中的黑洞，以评估这些模型的差异。出于这一动机，我们采取了广泛的研究旋转毛茸茸的克尔黑洞，其中包括，在特定情况下，克尔黑洞（$α=0$）。我们研究了黑洞的能层和阴影，推断它们的大小和形状受到$l_0$的影响，并发现它们具有更丰富的混沌结构。特别是，与克尔黑洞相比，多毛克尔黑洞具有更小的尺寸，但更扭曲的阴影。我们还利用阴影观测量估计了与多毛克尔黑洞相关的参数$l_0$和$a$。M87* 黑洞的圆度偏差$ΔC \leq 0.1$是满足的，而阴影角直径$θ_{d}=42 \pm 3 μas$，在$1 σ$区域内，对于给定的$α$的选择，将边界上的参数$a$和$l_0$。有趣的是，阴影轴比服从$1< D_x \lesssim 4/3$与\textit{EHT}的结果是一致的，从而最终在毛茸茸的克尔黑洞是天体物理学黑洞的合适的候选人。
2021-05-31 astro-ph.GA gr-qc hep-th
Constraints on Hairy Kerr black hole with quasi-periodic oscillations
本研究探讨Hairy Kerr黑洞时空下毛发电荷对X射线双星准周期振荡的影响，采用相对论进动模型和MCMC模拟，基于五个双星观测数据约束了形变参数与毛发电荷范围。
2023-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Chaotic lensing around boson stars and Kerr black holes with scalar hair
在最近的一封信中，arXiv：1509.00021，表明旋转玻色子星和带有标量头发的克尔黑洞周围的光的透镜效应可以表现出混乱的模式。由于没有分离的变量是已知的（或预期）测地线运动在这些背景下，我们检查光子轨迹的二维有效势，以获得更深入的了解这种现象。我们发现，出现稳定的光环的背景时空，允许形成的“口袋”的有效潜力之一，开放的碰撞参量，导致有效的捕获的一些轨迹，被称为准束缚轨道。我们的结论是口袋的形成诱导混沌散射，虽然不是所有的混沌轨道与口袋。这些和其他功能说明在画廊的例子，获得一个新的射线跟踪代码，PYHOLE，其中包括一个简单的工具，同时可视化的有效潜力连同时空轨迹，在透镜图像中的任何给定点。光子轨道的分析使我们能够进一步建立一个正相关的光子轨道在混沌区域和那些在径向方向上有一个以上的转折点，我们记得，后者是不可能的克尔黑洞周围。此外，我们观察到，在视界周围存在几个光环（几个基本轨道，包括一个稳定轨道），是单个多毛黑洞存在多个阴影的核心因素。我们还展示了透镜和阴影的克尔黑洞与标量头发，观察远离赤道平面，获得PYHOLE。
2016-09-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Scalar and gravitational hair for extreme Kerr black holes
对于极端Reissner-Nordstr{\”o}m黑洞的标量扰动，我们用数值方法证明了Ori前因子等于Aretakis守恒荷.我们证明了一个广义Ori前因子的线性关系-一个特定的表达式，从后期的时间扩展或在有限距离的扰动场-和Aretakis守恒电荷的一个极端的克尔黑洞的标量或引力扰动的家庭，其成员只在初始包的中心的径向位置变化。我们推断，它可以建立有一个Aretakis保守的电荷的标量或引力扰动的极端克尔黑洞。除了计算阿雷塔基斯荷外，这个结论还可以从有限距离的测量中得出：极端克尔黑洞有引力毛发，可以在有限距离测量。这种引力毛发原则上可以被引力波探测器探测到。
2020-05-14 gr-qc hep-th
Kerr black holes with synchronised scalar hair and boson stars in the Einstein-Friedberg-Lee-Sirlin model
我们研究了一个新的家庭的自引力轴对称，旋转玻色子星在两个组件的Friedberg-Lee-Sirlin模型最低限度地耦合到爱因斯坦引力在四维时空。在平坦的空间极限中，玻色子星趋向于相应的Q球。在通常的同步条件下，该模型允许两种不同类型的标量头发旋转毛状黑洞解。我们在这里研究奇偶玻色子星和奇偶玻色子星及其相关的多毛黑洞。我们探讨域的存在的解决方案，并解决他们的一些物理性质。这些解与耦合到爱因斯坦引力的$O(3)$ -西格玛模型中相应的玻色子星和具有同步标量头发的克尔黑洞以及具有复标量场的爱因斯坦-克莱因-戈登理论中相应的解非常相似，后者在极限范围内恢复。
2019-05-09 gr-qc hep-th
Magnetized accretion disks around Kerr black holes with scalar hair -- Nonconstant angular momentum disks
本文给出了含同步标量头发的Kerr黑洞周围磁化厚圆盘（或圆环）稳态模型的新的平衡解。这里报道的模型在很大程度上扩展了我们以前的结果的基础上沿赤道平面的比角动量的恒定径向分布。我们引入了一种新的方法来规定的磁盘的角动量分布的基础上结合以前的两个建议和计算的赤道平面外的角动量分布诉诸冯Zeipel柱的建设。我们发现，在黑洞时空的标量头发的效果可以产生显着的差异相比，如果时空是纯粹的克尔盘形态和属性。在我们的样本中，在最极端的背景多毛黑洞时空中建造的一些环面显示出引力能量密度的两个最大值的出现，这影响了盘的物理量的径向轮廓分布。本文所报道的模型可以作为初始数据，用GRMHD程序进行数值演化，以研究其稳定性。此外，它们可以作为照明源，建立克尔黑洞的阴影与标量头发，这可能有助于进一步限制无头发假设作为新的观测数据的收集。
2021-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Implications of axionic hair on shadow of M87*
轴子场的探测可以在几个天体物理和宇宙学场景中揭示我们宇宙的有趣方面。在四维空间中，这种场的起源是完全反对称的卡尔布-雷蒙场强度张量。它在太阳系中的不可见性迫使人们在强场区寻找它的特征。最近对M87星系中超大质量黑洞阴影的观测，为在黑洞的近视界区域测试轴子的足迹带来了新的机会，预计那里的引力很强。在本文中，我们探讨了轴子对黑洞阴影的影响，并将结果与M87* 的现有图像进行了比较。我们的分析表明，违反能量条件的轴子似乎是有利的观测。的影响进行了讨论。
2020-06-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Testing the No-Hair Theorem with Observations in the Electromagnetic Spectrum: I. Properties of a Quasi-Kerr Spacetime
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞只有两个量可以唯一描述，质量和自旋。在这一系列的论文中，我们研究了一个框架，用于测试无毛定理与观测的黑洞在电磁波谱。我们制定我们的方法中的参数时空，其中包含一个四极矩是独立的质量和自旋。如果无毛定理是正确的，那么黑洞四极矩与克尔值的任何偏差都必须为零。我们详细分析了这种准克尔时空的性质，这些性质对于解释黑洞的观测是至关重要的，并证明了它们对自旋和四极矩的依赖。特别是，我们表明，最里面的稳定的圆形轨道的位置和光子所经历的引力透镜的显着影响，即使是温和的四极矩的偏差从预测的值由无毛定理。我们认为，观测黑洞的图像，相对论性增宽的铁线，以及热X射线光谱吸积黑洞将导致在不久的将来的实验测试的无毛定理。
2010-04-26 astro-ph.HE gr-qc
The extreme orbital period in scalar hairy kerr black holes
在一篇非常有趣的论文中，Hod证明了赤道零圆测地线提供了环绕克尔黑洞的极端轨道周期，这与费马原理密切相关。在本文中，我们将讨论推广到具有标量场毛的kerr黑洞。我们证明了具有极端轨道周期的圆仍然与零圆测地线相同。我们的分析还表明，霍德定理可能是一个普遍的性质，在任何轴对称的时空与反射对称的赤道平面。
2019-03-16 gr-qc hep-ph hep-th
Dynamics of photons and shadows for black holes haired with parity-odd fields
本文利用光线追踪方法分析了具有宇称-奇标量毛的旋转黑洞的光子动力学与阴影特征，发现其与Kerr黑洞阴影存在可测量差异，为通过黑洞阴影成像探测标量场暗物质提供了理论基准。
2025-10-13 gr-qc
Estimating the possible QPOs of M87* from the parameters of a hairy Kerr black hole
本研究利用与M87*阴影参数相符的带毛Kerr黑洞参数开展数值模拟，分析激波锥与黑洞作用产生的QPO特性及频率影响因素，预测M87*的QPO频率范围并讨论其可观测性。
2024-08-14 astro-ph.HE gr-qc
Iron K$α$ line of Kerr black holes with scalar hair
最近，在四维爱因斯坦引力中发现了一族与复杂的大质量标量场最小耦合的多毛黑洞~ \cite{hbh}。除了质量$M$和自旋角动量$J$之外，这些物体还具有诺特电荷$Q$的特征，测量标量头发的数量，这与高斯定律无关，并且不能在空间无限远处测量。引入无量纲的标量头发参数$q$，从0到1，我们恢复（一个子集）克尔黑洞的$q=0$和家庭的旋转玻色子星的$q=1$。在本文中，我们探讨的可能性测量$q$天体物理黑洞与当前和未来的X射线任务。我们研究了铁K $α$线预期在反射光谱的这种毛茸茸的黑洞，我们模拟观察朱雀和eXTP。作为概念的证明，我们指出，通过分析一个毛状黑洞的样本，目前的观测已经可以约束标量头发参数$q$，因为$q$接近1的黑洞将有铁的线肯定不同于我们在现有数据中观察到的。我们的结论是，一个详细的扫描的整个空间的解决方案，以及来自未来的X射线任务，如eXTP的数据，将能够把相关的限制与标量头发克尔黑洞的天体物理实现。
2016-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Kerr black holes with synchronised axionic hair
我们构造并分析了具有同步轴毛的Kerr黑洞。这些是最近构建的旋转轴子玻色子星arXiv：2005.05982的BH概括。这类黑洞是具有QCD类轴子势的复杂爱因斯坦-克莱因-戈登理论的稳定、轴对称、渐近平坦解。它们在事件视界内外的任何地方都是规则的。势的特征在于两个参数：类轴子粒子的质量，$m_a$和衰减常数$f_a$。极限$f_a \rightarrow \infty$恢复了具有同步标量头发arXiv：1403.2757的克尔BH的原始示例。电位的非线性效应对于$f_a \lesssim 1$变得很重要。我们提出了一个概述的参数空间的解决方案，连同他们的基本几何和现象学性质的研究，说明性的耦合值，产生不可忽略的影响的自相互作用。
2020-12-07 gr-qc hep-th
Exact analytic rotating black-hole solutions with primary hair
Institut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学理论物理研究所）
本文提出了一种基于Kerr-Schild假设的广义Proca理论，推导出具有主发的精确解析旋转黑洞解，突破了真空黑洞在广义相对论中的对称性。
2026-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black holes with synchronised Proca hair: linear clouds and fundamental non-linear solutions
最近的研究在Einstein-Proca系统的黑洞/孤子解方面取得了重要进展。首先，克尔黑洞超辐射不稳定性的完全非线性动力学演化，由Proca场触发，已经显示了一个新的平衡态的形成，一个旋转的黑洞与同步Proca头发。第二，自旋普罗卡星的非线性演化已经确定它们是动态稳定的，不像它们的标量表兄弟。第三，实现了Proca方程在Kerr背景下的可分性。受这些结果的启发，在本文中，我们重新考虑克尔黑洞与同步Proca头发。Proca方程在克尔背景下的可分性使我们能够更详细地研究静止Proca云，特别是它们对不同量子数的依赖性。这些静止的云出现在克尔参数空间中的一组存在线上，具有同步Proca头发的黑洞从那里分叉。我们构造了这些黑洞的存在域，将原始研究中遗漏的基态与第一激发态和表亲标量模型进行了比较，给出了类克尔黑洞和非类克尔黑洞的说明性例子。在消失的事件视界极限，这些毛茸茸的黑洞连接到旋转Proca星的基本状态，其中包括动态稳定的解决方案。
2020-04-20 gr-qc hep-th
QED Effects on Kerr-Newman Black Hole Shadows
本研究结合一阶QED修正，利用数值反向光线追踪分析带磁荷Kerr-Newman黑洞的阴影，揭示电磁场与度规畸变使阴影面积增大。
2024-11-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Obstructions towards a generalization of no-hair theorems: I. Scalar clouds around Kerr black holes
我们表明，积分方法用于证明无毛定理黑洞（BH的）在球对称和静态时空的框架内的广义相对论与物质组成的复值标量场不会导致一个简单的结论，没有头发在静止和旋转（轴对称）的情况下。我们认为，这样的失败可以用来证明在一个简单的和启发式的方式，非平凡的玻色子云或头发的存在，发现数值由Herdeiro和Radu [1，2]和分析由Hod在测试场极限[3-5]。这是由于存在旋转时的贡献是负的，这允许积分消失，即使存在非平凡的玻色子头发。这种负贡献的存在取决于BH的旋转性质，与玻色子场方程的本征值问题完全相关。相反，当旋转不存在时，积分变成仅由非负（即半正定）项组成，因此它可以消失的唯一方式是当头发完全不存在时。这种分析对更一般的具有BH区域的时空的无毛定理的阐述提出了严重的挑战和障碍，即使包括服从能量条件的物质场。因此，旋转玻色子星，如果坍缩，可能确实会导致一种新型的旋转BH，就像在[1，2]中发现的那样。为了实现这一分析，我们解决了数值的特征值问题的玻色子场在克尔-BH背景下施加严格的正则性条件在BH视界的非极值情况下（$0<a<M$），其中包括近极值的极限$M\rightarrow a$，以及小BH限制$M\rightarrow a\rightarrow 0$。
2018-12-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow radius and classical scattering analysis of two secondary hair Horndeski black holes
本文分析了 Einstein-Horndeski-Maxwell 理论中带电 Horndeski 黑洞及裸奇点的阴影半径，并结合超越 Horndeski 黑洞与磁荷黑洞进行经典散射研究，发现不同解在阴影和散射中作用各异。
2025-08-27 gr-qc hep-th
Shadowless rapidly rotating yet not ultraspinning Kerr-AdS$_4$ and Kerr-Newman-AdS$_4$ black holes
我们发现，当Kerr-（Newman）-AdS $_4$黑洞的旋转参数大于某个临界值时，黑洞将是无影的，并且当旋转参数大于该临界值时，黑洞的无影性可能与其柯西视界内和事件视界外的零超曲面焦散线（NHC）的出现有关.我们的研究还进一步证实，超自旋黑洞是否具有超熵与事件视界外NHC的存在无关。
2021-12-21 gr-qc hep-th
Skyrmions around Kerr black holes and spinning BHs with Skyrme hair
我们研究Einstein-Skyrme模型的解。首先，我们考虑克尔背景下的测试场Skyrmions。这些配置-以下称为Skerrmions -可以与克尔黑洞（BH）的同步条件的优势平衡。我们考虑两个部门的Skerrmions。在非零重子荷的扇区中，Skerrmion类似于史瓦西背景下已知的Skyrme解。这些“拓扑”配置减少到平坦的时空Skerrmions在一个消失的BH质量限制; moreoever，他们从来没有成为“小”扰动的克尔背景：非线性的Skyrme模型是至关重要的所有这样的Skerrmions。另一方面，在非拓扑领域，斯凯尔米恩子在史瓦西背景下没有类似物。非拓扑Skerrmions不携带重子荷，并且从定义存在线的Kerr解的子集分叉。在这里，适当的Skyrme模型的截断产生一个线性标量场理论，包含一个复杂的加上一个真正的领域，无论是大规模的和去耦，和Skerrmions减少到已知的固定标量云克尔黑洞周围。此外，非拓扑Skerrmions trivialize在消失的BH质量限制。然后，我们讨论这些Skerrmions的反作用，产生旋转BH与同步Skyrme头发，连续连接到克尔解决方案（自引力Skyrmions）在非拓扑（拓扑）部门。特别是，非拓扑毛BH提供了一个非线性实现，在Skyrme模型，同步静止标量云克尔周围。
2018-10-15 gr-qc hep-th
Kerr black holes with self-interacting scalar hair: hairier but not heavier
（迷你）玻色子星（BS）的最大ADM质量是$M_{\rm ADM}^{\rm max}\sim M_{Pl}^2/μ$。在标量场理论中加入四次自相互作用，由拉格朗日$\mathcal{L}_I=λ|Ψ|^4$描述，最大ADM质量变为$M_{\rm ADM}^{\rm max}\sim \sqrtλM_{Pl}^3/μ^2$。因此，对于迷你BS，天体物理上感兴趣的质量需要超轻标量场，而自相互作用BS可以达到标准模型范围质量的玻色子粒子的值。我们研究了这些相同的自相互作用如何影响具有标量头发的克尔黑洞（KBHsSH）[1]，它可以被视为与中心视界处于稳态平衡的（旋转）BS。值得注意的是，而ADM的质量规模以相同的方式为BS，\textit{horizon mass} $M_H$不增加与耦合$λ$，并且，对于固定的$μ$，它是最大化的“Hod点”，对应于极端的克尔黑洞在消失的头发限制。该质量始终为$M_{\rm H}^{\rm max }\sim M_{\rm Pl}^2/μ$。因此，引入这些自相互作用，黑洞时空可能会变得相当“毛茸茸”，但被困区域不会变得“更重”。我们目前的证据表明，这一观察也持有一个模型与$\mathcal{L}_I= β|Ψ|^6-λ|Ψ|^4$，如果它扩展到\textit{general}标量场模型，KBHsSH与天体物理学有趣的地平线群众\textit{requ…
2015-09-09 gr-qc hep-th
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
Influence of Quantum Correction on Kerr Black Hole in Effective Loop Quantum Gravity via Shadows and EHT Results
本文研究了有效圈量子引力中量子修正Kerr黑洞与标准Kerr黑洞的阴影偏差，提出并证明了关于不稳定圆类光轨道位置的定理，利用EHT结果约束参数，并分析了非均匀等离子体对阴影大小的影响。
2025-03-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Phenomenological Rotating Extension of Black Holes with Primary Scalar Hair: Shadow Signatures in Beyond Horndeski Gravity
University of Mazandaran（马赞德兰大学）；Damghan University（达姆甘大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Khazar University（哈萨尔大学）；National Observatory of Athens（雅典国家天文台）；Universidad Católica del Norte（北方天主教大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究通过分析M87*的阴影特征，探讨了具有主标量发的旋转黑洞在超越Horndeski引力中的影响，发现标量发参数Q对阴影形态有显著影响，且当前观测未排除此类黑洞的存在。
2026-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Excited Kerr black holes with scalar hair
在复标量场与Einstein引力理论耦合的背景下，受Herdeiro和Radu在[Phys.\]中工作的启发，我们提出了一类新的具有激发态标量头发的Kerr黑洞解.修订版本\ Lett. { \bf 112}，221101（2014）]，它可以被认为是具有激发标量头发的旋转致密物体的数值解，包括玻色子星和黑洞。与具有基态标量头发的Kerr黑洞相比，我们发现具有标量头发的一次激发Kerr黑洞具有两种节点，即径向$n_r=1$节点和角向$n_θ=1$节点.此外，在径向节点的情况下，质量与频率的曲线形成非平凡的回路，而在角节点的情况下，曲线可以分为两种：闭合回路和开放回路。我们还研究了视界面积与角动量和霍金温度的关系。
2018-11-21 gr-qc
QED Effects on Kerr Black Hole Shadows immersed in uniform magnetic fields
本文在考虑QED效应的情况下，利用数值后向射线追踪方法研究了均匀磁场中Kerr黑洞的阴影。引入无量纲参数$Λ$来表征磁场的强度，研究了磁场对不同自旋的黑洞和观测者倾角的Kerr黑洞阴影的影响.特别是，我们发现光子“头发”出现在附近的左边缘的阴影中存在的磁场。光子毛发可以用作磁场的签名。我们注意到，当磁场的强度或黑洞的自旋变大时，光子毛变得更加明显。此外，我们研究了变形的阴影，通过引入定量的参数，可以描述的位置和形状的阴影边缘。
2021-11-12 gr-qc hep-th
Shadow of a nonlinear electromagnetic generalized Kerr-Newman-AdS black hole
本文研究了与非线性电动力学耦合的Kerr-Newman-AdS黑洞的阴影性质，利用EHT对M87*和Sgr A*的观测约束参数空间，并分析了能量发射率，表明该模型是标准Kerr范式的观测可行扩展。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Study of light deflection and shadow from a hairy black hole under the influence of the non-magnetic plasma
该研究在弱场极限下，利用高斯-博内定理与光线追踪法，分析引力解耦参数、非磁性等离子体和暗物质对带毛黑洞光线偏折角的影响，计算对应阴影并研究其能量辐射率。
2025-02-22 gr-qc
Shadows of Kerr-Vaidya-like black holes
本文研究具有 Kerr 和 Vaidya 极限的旋转含时黑洞阴影，利用共形 Killing 矢量场得到阴影边界曲线的解析公式，并发现阴影参数与吸积率呈幂律关系，同时探讨了对 M87* 和 Sgr A* 观测的适用性。
2023-09-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Kerr black holes with parity-odd scalar hair
研究了四维渐近平坦时空中具有同步非平凡宇称奇质量标量头发的Kerr黑洞。最小耦合爱因斯坦-克莱因-戈登理论的这些轴对称静止自旋解提供了束缚态与事件视界同步旋转的另一个例子。我们讨论了这些宇称奇毛状黑洞和玻色子星的性质，并展示了它们的存在域。考虑这些多毛黑洞的能区，我们表明，除了前面讨论的能球和能土星，他们支持一种新型的复合能曲面的拓扑结构的双环面土星$(S^1\times S^1)\bigoplus(S^1\times S^1)\bigoplus S^2$。
2019-04-16 gr-qc
Shadows of rotating hairy Kerr black holes coupled to time periodic scalar fields with non-flat target space
本文研究旋转带毛黑洞阴影，分析归一化标量毛电荷与目标空间 Gauss 曲率对混沌、多分量及 Kerr 型阴影形态的影响。
2024-05-08 gr-qc hep-ph
Shadow of a charged black hole with scalar hair
本文研究四维带标量毛带电黑洞在四类观测者及等离子体影响下的阴影，发现阴影大小不随r单调减小。
2024-02-22 gr-qc
Magnetized accretion disks around Kerr black holes with scalar hair - I. Constant angular momentum disks
随着引力波通道和电磁波通道中新的观测数据的收集，测试黑洞的真实性质--无毛假设--将在未来几年变得越来越精确。本文研究了具有同步标量头发的Kerr黑洞的数值生成时空，并建立了它们周围磁化厚盘（或环面）的稳态模型。我们的方法假设圆盘不是自引力的，它们服从多方状态方程，它们的比角动量的分布是恒定的，并且它们是边缘稳定的，即圆盘完全填满它们的罗氏瓣。此外，与文献中现有的方法相反，我们的模型是热力学相对论的，因为流体的比焓可以采用显著大于1的值。我们研究了吸积环的形态和性质对所考虑的黑洞类型的依赖关系，从具有不同自旋参数的纯Kerr黑洞，即从Schwarzschild黑洞到接近极值Kerr黑洞，再到具有不同ADM质量和视界角速度的标量头发的Kerr黑洞.两种类型的黑洞的磁盘属性之间的比较。在这项研究中讨论的磁化，平衡盘模型的序列可以被用来作为初始数据的数值相对论代码，以调查其动态（非线性）的稳定性，并与射线跟踪代码串联使用，以获得合成图像的黑洞（即阴影）在天体物理学相关的情况下，光源是由一个发射吸积盘。
2018-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Distorting Kerr Images with Parity-Odd Scalar Hair
South China University of Technology（华南理工大学）；Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学）；University of Jinan（济南大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Peking University（北京大学）
本文研究带有同步标量毛的克尔黑洞的薄盘成像，重点分析反作用下的奇宇称激发态标量场，揭示了强毛区的新透镜特征如多重阴影和混沌透镜。
2026-09-17 gr-qc
Splitting the Gravitational Atom: Instabilities of Black Holes with Synchronized or Resonant Hair
Departamento de Matemática da Universidade de Aveiro and CIDMA（阿威罗大学数学系和CIDMA）
研究同步或共振发的黑洞在引力原子形成中的不稳定性，揭示其动态分裂机制及对Kerr范式的偏离。
2026-04-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Astrophysical imaging of Kerr black holes with scalar hair
我们解决了一个家庭的变形克尔黑洞（BH）的天体物理成像。这些是静止的、渐近平坦的黑洞（BH）时空，是广义相对论与一个大质量的、复杂的标量场最小耦合的解：带标量头发的克尔黑洞（KBH sSH）。这样的黑洞从真空克尔解分叉，可以被看作是旋转玻色子星内的视界。在最近的一封信中，KBHsSH可以表现出与真空对应物非常不同的阴影。然而，其中的设置认为光源是离BH足够远的天球。在这里，我们分析KBHsSH周围的发射环面的物质，模拟一个更现实的天体物理环境，并研究相应的光透镜所看到的一个非常遥远的观察者，适当地模拟地面观测的Sgr A*。我们发现，KBHsSH和可比的真空克尔BH之间的成像差异仍然存在，虽然不那么戏剧性的比观察到的相应的阴影在以前的设置。特别是，我们强调两个观测值，可能允许区分KBHsSH和克尔BH。第一个是光子环（在克尔时空中）或透镜环（在KBHSH时空中）的角尺寸，后者在充分非克尔时空中要小得多。第二个是强度分布中存在边缘（克尔时空中的光子环）。对于非常非克尔型的KBHsSH，该边缘可以消失。因此，对BH候选者进行足够精确的甚长基线干涉观测可以约束该模型，这是合理的。
2016-10-19 astro-ph.HE gr-qc
Strong field gravitational lensing by hairy Kerr black holes
近年来，由于事件视界望远镜（EHT）的研究结果，人们对黑洞的强引力透镜产生了浓厚的兴趣。EHT的研究结果表明，广义相对论和修正引力理论中的黑洞透镜效应是一致的。这可能有助于我们评估这些模型之间的现象学差异。克尔黑洞也是一些替代引力理论的解决方案，而最近获得的修正克尔黑洞（多毛克尔黑洞），它避开了无毛定理，是由于来自周围流体的额外来源，如暗物质，具有守恒的能量动量张量（EMT）。这些毛茸茸的克尔黑洞也可能是另一种引力理论的解决方案。本文将前人关于Kerr黑洞在强偏转极限下的引力透镜效应的研究推广到具有偏离参数$α$和主发$\ell_0$的多毛Kerr黑洞.有趣的是，偏转系数$\bar{a}$分别随着$\ell_0$和$α$的增加而增加和减小。$\bar{b}$与$\ell_0$和$α$表现出相反的行为。我们还发现偏转角$α_D$、角位置$θ_{\infty}$和$u_{m}$随着$α$的减小而减小，而角间距$s$随着$α$的增大而增大。我们将我们的结果与Kerr黑洞的结果进行了比较，并应用该方法讨论了超大质量黑洞Sgr A* 和M87* 的天体物理结果.我们观察到，Sgr A* 的角位置与Kerr黑洞角位置的偏差不超过$2.6~μ$，M87* 的角位置与Kerr黑洞角位置的偏差不超过$1.96~μ$，这是目前EHT观测所不能分辨的。
2021-06-09 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
Influence of primary hair and plasma on intensity distribution of black hole shadows
本文分析引力解耦带毛 Schwarzschild 与 Reissner-Nordström 黑洞中初级毛及无压等离子体对光子球、阴影尺寸和强度分布的影响，发现初级毛作用更显著且过荷黑洞仍可形成阴影。
2024-05-12 gr-qc
Measurement of the Kerr Spin Parameter by Observation of a Compact Object's Shadow
黑洞由于其强大的引力场而在光学上投下阴影。我们研究了如何通过观察阴影的表观形状来确定自旋参数和倾斜角，这两个参数主要是扭曲的。通过定义表征视形状的一些观测量（半径和畸变参数），我们发现Kerr黑洞的自旋参数和倾斜角可以由观测确定。这种技术也被扩展到克尔裸奇点的情况下。
2009-08-05 astro-ph.HE gr-qc
