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
Strong gravitational lensing for the charged black holes with scalar hair
研究了Einstein-Maxwell-Dilaton理论中带标量头发的带电黑洞的强引力透镜。研究发现，随着标量头发的增加，光子球半径、最小碰撞参量、角像位置和相对大小增大，而偏转角和角像间距减小。我们的结果在两种情况下可以退化为Schwarzschild黑洞的结果，一种情况是标量头发消失，另一种情况是耦合常数取特定值，且标量头发任意.
2018-05-22 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
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
Gravitational lensing by the hairy Schwarzschild black hole
在这篇手稿中，我们考虑了有毛的史瓦西黑洞，它回避了无毛定理。毛发是由来自周围环境的额外源引起的，例如暗物质，其具有恒定的能量-动量张量（EMT）。本文研究了多毛史瓦西黑洞背景下的强引力透镜效应。我们观察到，透镜系数$\overline{a}$随着$α$而增加，但随着$\ell_0$而减小。对于透镜系数$\overline{b}$和冲击参数$b_m$观察到相反的效果。我们还注意到，角位置$θ_\infty$随$α$而减小，但随$\ell_0$而增大，而角间距$s$随$α$而增大，随$\ell_0$而减小。对于所有提到的参数，无论何时我们放入$α=0$或$\ell_0=1$，我们都可以重新得到它们对于史瓦西黑洞的值。利用Gauss-Bonnet定理，我们简要描述了多毛Schwarzschild黑洞背景下的弱引力透镜效应。
2022-05-12 gr-qc hep-th
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Precession and Lense-Thirring effect of hairy Kerr spacetimes
本文研究毛状Kerr时空对测试陀螺仪和吸积盘的参考系拖拽效应，发现黑洞毛抑制进动频率，并利用频率差异区分黑洞与裸奇点，为区分毛状引力理论与广义相对论提供观测依据。
2023-06-18 gr-qc
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
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
Strong gravitational lensing effects of black holes with quantum hair
Department of Physics, Sogang University（西江大学物理系）；Center for Quantum Spacetime, Sogang University（西江大学量子时空中心）
本文研究了具有量子毛发的黑洞的强引力透镜效应，通过量子修正度规分析了其几何和观测特性。
2025-12-12 gr-qc hep-th
Effect of primary scalar hair on black hole's strong lensing in Beyond Horndeski Gravity
该研究在超越Horndeski引力框架下，分析带原初标量毛黑洞的强引力透镜性质，结合事件视界望远镜观测数据对标量毛参数给出更精确约束，并发现满足约束的模型存在局域不稳定性。
2025-08-31 astro-ph.HE 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
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
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
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
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
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
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
Kerr black holes without primary hairs
Research Centre for Theoretical Physics and Astrophysics, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西莱斯亚纳大学物理研究所理论与天体物理学研究中心）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究提出一类由参数$\{{\cal M},a\}$表征的正则轴对称黑洞几何，具有克尔事件视界，其在不同构型间插值，有无需$a \approx {\cal M}$的准极端构型，还为克尔黑洞形成解析描述提供框架。
2026-10-14 gr-qc hep-th math-ph
The Weak Cosmic Censorship Conjecture in Hairy Kerr Black Holes
本文通过Gedanken实验研究毛状克尔黑洞在测试粒子和标量场作用下的超转行为，发现其超转强烈依赖毛状参数，为探索黑洞内部结构及约束参数提供新线索。
2024-03-30 gr-qc
How short can stationary charged scalar hair be?
现在已经确定的是，带电旋转的Kerr-Newman黑洞可以支持由最小耦合质量标量场组成的束缚态带电物质配置。本文证明了外支定态带电标量组态{ \it}不能是任意紧的.特别地，对于由带电旋转近极值Kerr-Newman黑洞支撑的线性化带电质量标量场，我们导出了外部带电标量“云”有效长度的非常紧凑的下界$(r_{\text{field}}-r_+)/(r_+-r_-)>1/s^2$ [这里$r_{\text{field}}$是静止标量位形的径向峰值位置，和$\{s\equiv J/M^2, r_{\pm}\}$分别是中心支撑Kerr-Newman黑洞的无量纲角动量和视界半径]。值得注意的是，这个下界是普适的，因为它与所支持的带电标量场的物理参数（固有质量、电荷和角动量）无关。
2022-06-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Strong Gravitational Lensing of Quasi-Kerr Compact Object with Arbitrary Quadrupole Moments
研究了具有任意四极矩的类Kerr致密天体在赤道面上的强引力透镜效应，该效应可用于模拟星系中心的超大质量天体。我们发现，当四极校正参数$ξ$取正值时，（负）值、光子球半径$r_{ps}$、最小碰撞参数$u_{ps}$、系数$\bar{b}$、相对大小$r_m$和相对论象的角位置$θ_{\infty}$都比Kerr黑洞中的结果大（小），而系数$\bar{a}$、偏转角$α(θ)$和角距$s$小于（大于）Kerr黑洞中的偏转角和角距。这些特征为将来利用天文仪器探测某些旋转致密天体的特殊性质提供了一条途径。
2012-08-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spinning boson stars and Kerr black holes with scalar hair: the effect of self-interactions
自相互作用玻色子星已经被证明可以减轻非自相互作用玻色子星的天体物理最大质量。本文报道了自旋自相互作用玻色子星的一些物理特征，即它们的紧致性、能区的出现和标量场分布。结果与一般的图片，这些玻色子星是比较不紧凑的非自相互作用的。我们还简要讨论了标量自相互作用对具有标量毛的克尔黑洞性质的影响。
2016-04-21 gr-qc
Boundary conditions for stationary black holes ; Application to Kerr, Martinez-Troncoso-Zanelli and hairy black holes
这项工作提出了一组方程，可用于数值计算时空包含一个固定的黑洞。该方法是基于广义相对论的3+1分解和空间调和规范。黑洞的存在是用平衡态的视视界概念来强化的。这种设置导致本文的主要结果：一组边界条件描述的地平线，必须使用时，解决3+1方程。这些条件导致坐标的选择，即使在地平线本身也是规则的。通过三个不同的算例验证了该方法的有效性。首先，单个旋转的黑洞恢复到非常高的克尔参数值。第二，非旋转黑洞耦合到一个真正的标量场，在存在一个负的宇宙学常数（所谓的MTZ黑洞），得到。最后，计算了具有复杂标量头发的黑洞。最后，未来的工作前景，特别是在平稳性只是近似的情况下，进行了讨论。
2022-05-16 gr-qc hep-th
Systematic Study of Event Horizons and Pathologies of Parametrically Deformed Kerr Spacetimes
在广义相对论中，所有真空中的黑洞都用克尔度规来描述，克尔度规只有两个独立的参数：质量和自旋。对这两个参数的唯一依赖性被称为无毛定理。这个定理可以用电磁波或引力波的观测来检验，以绘制候选黑洞周围的时空图，并测量与克尔度规的潜在偏差。几个参数框架已经被构造为无毛定理的测试。由于克尔度规的唯一性，任何这样的参数框架必须违反至少一个无毛定理的假设。这可能导致时空中的病态，例如封闭的类时曲线或奇点，这可能会妨碍在强场制度中使用度规。在本文中，我详细分析了几个参数框架，并明确显示的方式，它们不同于克尔度规。我计算的坐标位置的事件视界在这些度量，如果有的话，使用的方法改编自数值相对论文献。我确定的区域，每个参数偏差是非物理的，以及坐标和参数的范围，每个时空仍然是一个定期的扩展克尔度规，因此，适合于无毛定理的观测测试。
2013-06-13 astro-ph.HE gr-qc
Numerical Evidence for Non-Axisymmetric Gravitational "Hair" for Extremal Kerr Black Hole Spacetimes with Hyperboloidal Foliations
本文提出极端Kerr黑洞非轴对称引力“毛发”（Ori系数）的表达式，通过数值求解Teukolsky方程，提供其存在及性质的强有力证据。
2025-02-28 gr-qc
Circular Orbits Structure and Thin Accretion Disks around Kerr Black Holes with Scalar Hair
本文首先研究了具有标量头发的Kerr黑洞（KBHsSH）的赤道圆轨道结构，并突出了它们与普通秃Kerr黑洞的外部区域截然不同的最显著的特征，即由具有偏心的、自引力分布的标量物质的黑洞的组合束缚系统所产生的特殊性。这些特征中的一些是不兼容的薄磁盘的方法，因此，我们确定和映射出的参数空间中的各个区域分别。所有的解决方案，其稳定的圆轨道速度（和角动量）曲线是连续的，用于建立薄和光学厚盘周围，从中我们提取的辐射能通量，光度和效率。我们比较了具有相同自旋参数$j$但不同归一化电荷的批次结果，并且轮廓是丰富多样的。由于守恒标量荷$Q$的存在，这些解在$(M, J)$参数空间中是非唯一的。此外，$Q$不能从度量函数中渐近地提取。然而，如果KBHsSH存在，通过不同的观测约束参数，光度分布可以反过来用来约束诺特荷和表征时空。
2021-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Testing the No-Hair Theorem with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞是由它们的质量和自旋唯一描述的。在本文中，我们审查了一个新的框架，检验无毛假设与观测的电磁波谱。该方法是制定一个克尔类时空包含一个四极矩，是独立的质量和自旋。如果无毛定理是正确的，那么与克尔度规四极矩的任何偏差都必须为零。我们将展示如何即将到来的VLBI成像观测的Sgr A* 以及光谱观测的铁线吸积黑洞与IXO可能会导致第一次天体物理测试的无毛定理。
2010-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Kerr black holes with synchronised scalar hair and higher azimuthal harmonic index
构造并研究了具有同步标量头发和方位调和指数$m>1$的Kerr黑洞.相应的存在域具有比基本$m=1$族更宽的频率范围;此外，允许更大的ADM质量、$M$和角动量$J$。在其他显着的特点，固定的全球量的解决方案的非唯一性观察：解决方案与相同的$M$和$J$共存，连续值的$m$，和那些具有较大的$m$总是熵青睐。我们的分析表明，此外，观察到的$m=1$解决方案，如存在的域的形状，类型的ergo区域，和地平线几何，这是研究通过其等距嵌入在欧几里得3-空间的各种功能的定性的普遍性。
2019-03-04 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
Probing Hairy Kerr Black Holes through Quasi-Periodic Oscillations I: A study based on the kinematic models
National Institute of Technology Rourkela（印度国家技术学院鲁尔克拉分校）；IISER Mohali（昌迪加尔印度科学教育研究所Mohali校区）
本文研究引力退耦方法导出的旋转有毛黑洞解，分析其视界结构及毛发参数对粒子运动基本频率的影响，并通过高频准周期振荡（HFQPO）运动学模型与六个黑洞源的观测数据对比，发现当前精度下多数源无法区分克尔与有毛克尔黑洞，但为不同HFQPO模型对每个源的适用性提供了系统评估框架。
2026-06-18 gr-qc
A Metric for Rapidly Spinning Black Holes Suitable for Strong-Field Tests of the No-Hair Theorem
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞是由它们的质量和自旋唯一表征的，并由克尔度规描述。有人提出了几种偏离克尔度规的参数，以研究电磁波谱和引力波谱中与预期克尔信号不同的观测特征。然而，由于无毛定理，如果这些时空是爱因斯坦场方程的解，那么它们不可能在事件视界之外的任何地方都是正则的;它们通常在外部观察者可以到达的时空区域中以裸奇点或闭合的类时环为特征。对于无毛定理的观测测试，涉及在圆形光子轨道或黑洞周围的最内部稳定圆形轨道附近的现象，这些病态限制了度量的适用性，仅限于不快速旋转的紧凑对象。在本文中，我们构造了一个Kerr型度规，它除了依赖于它的质量和自旋之外还依赖于一组自由参数，并且在事件视界之外处处正则。我们推导出了在围绕黑洞的赤道圆轨道上的粒子的能量和角动量的表达式，并计算了最内层稳定圆轨道和圆光子轨道的位置。我们证明，这些轨道的变化显着，即使是温和的偏离克尔度规。我们的度规的性质使它成为一个理想的时空，可以利用任意自旋的天体物理学黑洞周围的吸积流的性质，在电磁波谱中对无毛定理进行强场检验。
2011-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Testing modified gravity and no-hair relations for the Kerr-Newman metric through quasi-periodic oscillations of galactic microquasars
我们构造多极矩静止的，渐近平坦的，时空的高阶曲率引力理论的解决方案。的时刻定义使用$3+1$技术，涉及类时基灵向量的建设，在经典的文件由Geroch和汉森。利用Kerr-Newman度规是一类特殊的引力$f(R)$理论的真空解这一事实，我们计算了它的所有矩，发现它们具有类似于广义相对论中Kerr解的递推关系。以前有人提出，模拟银河系微类星体准周期振荡的测量频率，可以对无毛定理进行实验检验。我们探讨了这样一种可能性，即即使在广义相对论的背景下发现无毛关系被打破，也可能有一个$f(R)$对应物被保留下来。我们将结果应用于微类星体GRS $1915$ + $105$和GRO J $1655$ - $40$使用diskoseismology和运动学共振模型，并限制自旋和“电荷”[这不是真正的电荷在$f(R)$上下文中]的黑洞。
2015-12-08 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Testing No-Hair Theorem by Quasi-Periodic Oscillations: the quadrupole of GRO J1655$-$40
我们使用相对论岁差模型中的准周期振荡对无毛定理进行了观察检验。我们应用的两个动机良好的度量是Kerr-Q和Hartle-Thorne度量，其中四极是可能编码偏离Kerr黑洞的参数。在将模型与观测值进行比较之前，导出了准周期频率的表达式。我们遇到的约束自旋和四极参数，使其难以测量其值的简并。特别是，我们在这里提出了一种新的测试无毛定理，通过调整Hartle-Thorne度量。在GRO J1655 $-$ 40中，考虑到目前的观测精度，克尔黑洞是对中心天体的一个很好的描述。
2021-10-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing the No-Hair Theorem with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
根据广义相对论的无毛定理，天体物理学上的黑洞只依赖于它们的质量和自旋，并由克尔度规唯一描述。质量和自旋是克尔时空的前两个多极矩，并完全决定了所有其他的矩。无毛定理可以通过测量改变这种高阶矩的克尔度量的潜在偏差来检验。在这篇综述中，我讨论了无毛定理的测试与当前和未来的观测，这样的黑洞在整个电磁波谱，集中在近红外观测的超大质量黑洞在银河系中心，脉冲星定时和非常长的基线干涉观测，以及X射线观测的荧光铁线，热连续谱，可变性和偏振。
2016-05-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
