Shadows, rings and optical appearance of a magnetically charged regular black hole illuminated by various accretion disks
本研究基于EHT观测结果，探讨了Einstein引力与非线性电动力学耦合产生的磁性带电规则黑洞（MCRBH）的几何特征、光子球与阴影轮廓，并利用薄盘近似分析了参数q对吸积盘物理特征、阴影及光学外观的影响。
2024-06-11 astro-ph.HE gr-qc
The spin-flip phenomenon in supermassive black hole binary mergers
大质量黑洞合并将是低频强大引力波的主要来源，并将允许测试广义相对论与候选星系接近的二元黑洞合并。在本文中，我们确定了两个黑洞的典型质量比，但随后表明，当引力辐射成为主要耗散效应（动力学摩擦）的距离并不取决于质量比。然而，在引力波发射区的动力学演化却可以。对于典型的质量比范围，合并的最后阶段之前是一个快速的进动和随后的主黑洞的自旋翻转。这已经发生在螺旋阶段，因此可以通过后牛顿技术进行分析描述。然后，我们确定的无线电星系与超级磁盘的快速旋进射流有效地产生强大的风，夹带环境气体产生厚盘的外观。因此，这些特定的星系是两个黑洞合并的候选者，在天文学上不久的将来就会发生。
2009-05-15 astro-ph gr-qc
The Optical Appearance of Charged Four-Dimensional Gauss-Bonnet Black Hole with Strings Cloud and Non-Commutative Geometry Surrounded by Various Accretions Profiles
感谢位于$M87$星系中心的事件视界望远镜（EHT）发布的超大质量黑洞（BH）图像。在发现这一神秘天体后，科学家们注意探索不同引力背景下的BH阴影特征。在这个方案中，我们研究了不同吸积流模型包围下黑洞阴影的光环和观测特性，并在我们的考虑系统框架下研究了模型参数对黑洞观测显示和时空结构的影响。在不相容的辐射分布下，黑洞的观测亮度主要由直接辐射决定，透镜环对总观测通量的贡献很小，而光子环由于其指数窄性，对总观测通量的贡献可以忽略。更重要的是，在参数变化的情况下，所有发射剖面的观测区域和比强度都发生了相应的变化。对于光学薄吸积物质，我们分别用静态和下落吸积模型分析了阴影的轮廓和比强度。我们发现，由于下落运动的多普勒效应，下落运动的阴影的内部区域将比静态情况下更暗。最后得出结论，这些发现支持BH态参数的变化将改变时空几何的方式，从而影响BH阴影的动力学。
2022-08-11 gr-qc
Gravitational Larmor precession
本文提出引力拉莫尔进动概念，证明在无旋转的Ernst-Melvin-Schwarzschild黑洞时空中，周围磁场即可使检验粒子产生测地节点平面进动，并简要讨论其观测前景。
2023-08-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Time Delay in Black Hole Gravitational Lensing as a Distance Estimator
计算了强场极限下黑洞引力透镜形成的不同相对论像之间的时间延迟。对于球对称黑洞，事实证明，前两个图像之间的时间延迟与最小碰撞角成正比。它们的比值给出了一个非常有趣和精确的测量黑洞距离的方法。此外，还使用图像之间的分离和它们的光度比，可以提取黑洞的质量。我们银河系中心的黑洞的时间延迟只有几分钟，但对于本星系群附近的M=10^8 - 10^9太阳质量的超大质量黑洞，时间延迟相当于几天，因此可以很好地测量。
2003-09-23 astro-ph gr-qc
Supermassive Black Holes in the Early Universe
最近发现的红移为6.3的超铝质类星体SDSS J010013.02+280225.8，加剧了大爆炸后仅约9亿年，仅在Pop II和III星形成后约5亿年出现的超大质量黑洞所暗示的时间压缩问题。除了预示着宇宙再电离的开始，这些第一代和第二代恒星可以合理地产生大约5-20个太阳质量的种子，最终成长为z~6-7类星体。但是这个过程需要大约9亿年的时间，这个时间轴似乎与LCDM的预测不一致，因为它没有异常高的吸积速率，也没有大约10^5个太阳质量的种子的奇异创造。没有任何证据表明这两种情况发生在本地宇宙中。在本文中，我们表明，一个更简单，更优雅的解决方案，超大质量黑洞异常，而不是使用的年龄红移关系的R_h=ct宇宙，一个FRW宇宙学预测的零活动质量。在这种背景下，宇宙再电离从t~ 8.83亿年持续到t ~2亿年（z~15到z~6），因此，在再电离开始后不久形成的约5-20个太阳质量的黑洞种子，仅仅通过标准的爱丁顿极限吸积速率，就可以在z~6-7演化成约10^10个太阳质量的类星体。这些观测结果与R_h=ct预言的年龄-红移关系的一致性支持暗能量的存在，但不是以宇宙学常数的形式。
2015-11-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the Shadow Image of the Sagittarius A* with Event Horizon Telescope
最近对银河系中心不同频率的观测表明，这是一个超大质量的致密天体。一般来说，超大质量致密天体被认为是一个“黑洞”，拥有超过400万个太阳质量。在这项工作中，我们研究了观测出现在$230$ GHz和探测的性质人马座-A *（Sgr A*）的裸奇点。本文考虑了爱因斯坦场方程的第一类各向异性流体解Joshi-Malafarina-Narayan（JMN-1）和Janis-Newman-Winicour（JNW）裸奇点时空.受辐射低效吸积流（RIAF）的启发，我们使用一个发射和吸收系数的解析模型来求解广义相对论辐射转移方程。由此产生的排放，然后利用合成甚长基线干涉（VLBI）从当前和未来的事件视界望远镜（EHT）阵列的图像来预测Sgr A* 的性质。三种不同的EHT阵列配置被用来模拟裸奇点和黑洞的模型。这可能对基线的影响很小，但它会增加u-v平面网格，使其能够捕获更好的分辨率图像。因此，对于即将到来的Sgr A* 的阴影图像来说，预测它是超大质量黑洞还是裸奇点是相当有趣和有用的。
2022-01-29 astro-ph.GA gr-qc
Optical Signatures of Einstein-Euler-Heisenberg AdS/dS Black Holes in the light of Event Horizon Telescope
受EHT观测启发，推导EEH-AdS/dS黑洞有效度规并研究零测地线，计算了其阴影尺寸与光学特征，利用$M87^{*}$数据估算阴影半径下界。
2025-08-13 gr-qc
WHAT IS SGR A*? The Starved Black Hole in the Center of the Milky Way
Sgr A* 是银河系中唯一的1 Jy平谱射电点源，位于银河系动力学中心和中央星团的正中心。由于其不寻常的外观，长期以来一直推测这个来源是由一个超大质量黑洞提供动力的。近年来获得的Sgr A* 观测数据的巨大增加使我们能够开发，比较和限制各种模型的排放特性，这个来源。由于它的相对接近和进一步的观测输入，因此Sgr A* 可能成为研究超大质量黑洞候选者和基本活动星系核物理的最佳实验室之一。本文简要总结了我们目前对这个神秘射电源的理解，并比较了各种模型，即磁盘/喷流和风吸积模型。
1994-11-16 astro-ph gr-qc
An Upper Limit on the Charge of the Black Hole Sgr A* from EHT Observations
事件视界望远镜（EHT）最近发布了一张超大质量黑洞Sgr A* 的图像，显示了角阴影直径$d_{sh}= 48.7 \pm 7\,μ$和史瓦西阴影偏差$δ= -0.08^{+0.09}_{-0.09}~\text{(VLTI)},-0.04^{+0.09}_{-0.10}~\text{(Keck)}$，使用黑洞质量$M = 4.0^{+1.1}_{-0.6} \times 10^6 M_\odot $。Sgr A* 的EHT图像与克尔黑洞的预期外观一致，结果直接证明了银河系中心存在超大质量黑洞。在这里，我们使用EHT观测结果的Sgr A* 调查的限制，其电荷的援助下的克尔类黑洞，注意三个领先的旋转模型，即克尔-纽曼，Horndeski，和毛茸茸的黑洞。将超大质量黑洞Sgr A* 模拟成这些类Kerr黑洞，我们观察到Sgr A* 的EHT结果对Kerr-Newman和Horndeski黑洞的参数空间的上限比M87* 的EHT结果更严格.系统的偏差分析表明，未来EHT实验的观测结果对黑洞Sgr A* 的电荷有更精确的限制。因此，克尔类黑洞和克尔黑洞在EHT约束的参数空间的一个重要区域是不可辨别的，我们的偏差分析证实了这一说法。
2023-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Image of the thin accretion disk around compact objects in the Einstein-Gauss-Bonnet gravity
本文研究了在Einstein-Gauss-Bonnet引力作用下致密天体周围薄吸积盘的光学现象。考虑静态球对称黑洞和裸奇点，我们搜索的特征签名，可以出现在可观察到的图像由于修改广义相对论。虽然高斯-博内黑洞的图像与史瓦西黑洞非常相似，但裸奇点具有独特的特征。一系列明亮的环形成在图像的中心部分，可观测到的辐射比其余部分的通量大$10^3$倍，使它们具有观测意义。我们阐明了导致中心环出现的物理机制，表明图像是由时空的光环结构决定的。在参数空间的某个区域内，高斯-博内裸奇点具有一个稳定的和一个不稳定的光环。此外，引力场在奇点的某个邻域内变成排斥场。这种特征的组合导致了中心环的形成，这意味着这种效应并不只限于爱因斯坦-高斯-邦纳引力，但也会出现在任何其他具有相同光子动力学特征的紧凑物体上。
2021-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Dynamics and Extreme Mass Ratio Inspirals
现在已经确定，一个黑暗的紧凑物体（DCO），很可能是一个大约400万太阳质量的大质量黑洞（MBH）潜伏在银河系的中心。虽然人们对超大质量黑洞（质量大于10亿个太阳质量）的起源和成长达成了共识，但质量较小的MBH，如我们银河系中心的MBH，仍然研究不足，神秘莫测。理解这些黑洞的关键--其中一些黑洞的质量是如何以数量级增长的--在于理解银河系附近恒星的动力学。恒星与中央MBH的相互作用主要是通过它们的渐进螺旋，由于引力辐射的发射。此外，恒星产生的气体随后将通过碰撞和强烈的中央潮汐场带来的破坏被MBH吸积。这些过程可以大大有助于MBH的质量和进步，了解他们需要理论工作，为未来的引力辐射毫赫兹任务和X射线天文台做准备。特别是，这些区域的一个独特的探测器是由非常接近黑洞的一些致密恒星发出的引力辐射，可以用毫赫兹引力波干涉仪进行测量，以仔细检查质量范围，这对理解超大质量黑洞的起源和生长至关重要。通过提取引力辐射携带的信息，我们可以以前所未有的精度确定中心MBH的质量和自旋，我们可以确定黑洞如何“吃掉”碰巧靠近它们的恒星。
2018-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Discovery of a Dense Association of Stars in the Vicinity of the Supermassive Black Hole Sgr A*
本文首次测量了超大质量黑洞 Sgr A* 附近 42 个 N-sources 的自行运动，发现 28 个源向西北飞行，提出其可能受中等质量黑洞束缚或源于盘状分布投影，并揭示了包含 IRS 1W 的致密星协为共同运动的年轻大质量恒星群。
2024-11-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Imaging the destruction of a rotating regular black hole
Universitas Indonesia（印度尼西亚大学）；Universitas Tanjungpura（丹戎浦拉大学）
本文研究旋转规则黑洞（如Ghosh黑洞）及其超自旋体的吸积盘成像特征，分析其被坍缩零壳摧毁时的图像转变，发现内光子环渐变规律及时标与黑洞额外角动量的关联。
2025-09-26 gr-qc
Quantum effects on the black hole shadow and deflection angle in presence of plasma
本文研究了等离子体介质中重整化群改进（RGI）Schwarzschild黑洞（BH）的光学性质。本文从等离子体介质中的运动方程出发，讨论了RGI黑洞阴影半径的修正。为此，我们计算了均匀和非均匀等离子体介质在弱引力区的光偏转角。重要的是，由于等离子体介质，我们发现从辐射和下落/静止气体获得的光的运动方程必须修改。这反过来又改变和修改了远离黑洞观察到的强度的表达式。最后，我们得到了不同等离子体模型下RGI黑洞的阴影像。即使认为，量子效应改变了背景几何，这些影响是非常小的，实际上，这是不可能检测到他们与目前的技术使用超大质量黑洞的阴影。参数$Ω$对量子效应进行了编码，原则上，人们期望这种量子效应只对非常小的黑洞起重要作用。另一方面，等离子体介质的作用对黑洞的光学现象也有重要的影响，因为它们影响和修正了黑洞的运动方程。
2022-12-25 gr-qc
How to tell an accreting boson star from a black hole
事件视界望远镜（EHT）能够以视界尺度分辨率对最近的超大质量黑洞候选者成像，这为研究最强区域的引力和测试这些物体的不同模型提供了一种新的手段。在这里，我们研究的观测外观在230 GHz的一个无表面的黑洞模仿者，即非旋转玻色子星，在一个场景中一致的吸积流到Sgr A* 的属性。为此，我们进行广义相对论磁流体动力学模拟，然后在玻色子星时空的广义相对论辐射转移计算。考虑到现实天文观测条件的合成重建图像显示，尽管质量相似，但黑洞的外观差异-无论旋转与否-以及这里考虑的玻色子星类型都足够大，可以检测到。这些差异源于动力学效应，这些动力学效应与没有事件视界直接相关，特别是玻色子星内部物质以小圆环或球状云的形式积累，以及极地地区没有真空高磁化漏斗。这些效应背后的机制足够普遍，可以应用于其他无地平线和无表面的黑洞模仿者，增强了对EHT通过无线电观测识别此类物体的能力的信心。
2020-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Images and photon ring signatures of thick disks around black holes
高频甚长基线干涉测量法（VLBI）观测现在可以分辨出附近超大质量黑洞附近的源的水平尺度辐射。未来的空间VLBI观测将获得黑洞图像的高度透镜特征-光子环-这将提供强场引力的特别尖锐的探针。我们的目标是以超大质量黑洞M87* 为研究对象，探索克尔黑洞的各种吸积流，并了解它们的相应图像和视速度。我们特别感兴趣的是在基线上的可见性空间，它编码的光子环的形状和测量可以提供一个严格的测试克尔假设。我们开发了一个完全解析模型的固定，轴对称吸积流与一个可变的磁盘厚度和物质四速度，可以顺利插入之间的纯方位角旋转和纯径向下落。然后，我们确定的观测外观，这样的流量，注意包括热同步辐射和吸收的影响。我们的图像一般显示由离散的窄光子环（n= 1，2，.）堆叠在围绕模型依赖尺寸的中心亮度凹陷的更宽的初级发射的顶部上。我们发现，“黑洞阴影”是一个依赖于模型的现象-即使是扩散，光学薄源-不应该被视为一般的预测广义相对论。在230 GHz时，n=1的环总是可见的，但n=2的环有时由于吸收而被抑制。在345 GHz时，介质在光学上更薄，并且n=2的环在图像和可见度域中都显示出清晰的特征，将该频率确定为未来空间VLBI测量光子环形状的更有希望的频率。
2022-07-28 astro-ph.HE gr-qc
Shadows and photon rings of regular black holes and geonic horizonless compact objects
本文利用阴影和光子环特征，在 Eddington 启发的 Born-Infeld 引力框架下检验规则黑洞与无事件视界致密天体，通过七类构型在三种吸积盘强度分布下的光学成像，系统比较其与广义相对论对应情形的差异。
2023-07-26 gr-qc
Aberration effect on lower-order images of thin accretion disk in the astrometric approach
本研究利用天体测量方法分析像差对 Kerr-de Sitter 黑洞薄吸积盘低阶图像的影响，发现主图像形状和大小对像差更敏感，可据此与阴影区分。
2023-11-29 gr-qc
High-z Quasars in the R_h=ct Universe
如果不借助异常高的吸积率或奇异的大质量种子的产生，人们就无法理解10^9太阳质量的黑洞的早期出现，而这两种情况在本机宇宙中都看不到。最近的观测使这个问题更加复杂，因为它表明大多数（如果不是全部的话）高z类星体似乎都在爱丁顿极限处吸积。在LCDM的背景下，唯一可行的替代方案似乎是通过合并聚集超大质量黑洞，只要种子在红移>40时开始形成，但在z~20-30时停止产生。在本文中，我们表明，虽然高z类星体可能很难解释的标准模型的框架内，他们反而可以更合理地解释在R_h=ct宇宙的背景下。在这种宇宙学中，再电离开始后（z<15）产生的5-20个太阳质量的种子可以很容易地在z> 6时增长到M>10^9太阳质量，仅仅是通过以标准爱丁顿速率吸积。
2012-12-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Shadows from thin accretion disks of parametrized black hole solutions
研究JP与KRZ参数化黑洞周围薄吸积盘的光学成像，利用EHT对M87和Sgr A*亮环与中央暗斑尺寸的关联约束参数，并表明未来VLBI可区分其与史瓦西几何。
2025-10-21 gr-qc
Radiating particle in the vicinity of the weakly charged Schwarzschild black hole
本研究首次探究弯曲时空中弱带电史瓦西黑洞附近辐射带电粒子的动力学，求解平直与弯曲时空下的相关运动方程，分析辐射反作用力及自力的效应，得出有界轨道的演化规律与粒子能量损失、轨迹的计算结果。
2024-02-21 gr-qc
Kerr-Newman Black Holes in Weyl-Cartan Theory: Shadows and EHT constraints
本文研究Weyl-Cartan理论中的Kerr-Newman黑洞，利用EHT对M87*和Sgr A*的阴影观测约束模型参数，并计算能量发射率以分析黑洞演化与寿命，从而检验该理论与广义相对论的差异。
2024-04-09 gr-qc hep-th
Images from disk and spherical accretions of Bardeen black hole surrounded by perfect fluid dark matter
China West Normal University（西华师范大学）
研究被完美流体暗物质包围的巴尔德恩黑洞的图像特性，揭示暗物质参数和吸积模型对黑洞图像的影响。
2025-12-14 gr-qc
Testing black hole mimickers with the Event Horizon Telescope image of Sagittarius A$^*$
本文通过将两种黑洞模仿者（旋转black-bounce时空和γ-metric）的阴影与EHT观测到的Sgr A$^*$阴影对比，对它们的参数施加了观测约束。
2023-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Waves and the Galactic Potential
本论文研究星系环境中黑洞双星的引力波，揭示光环对黑洞晚期响应的控制作用，并建立首个完全相对论框架，发现暗物质晕与引力波耦合会显著改变能量通量。
2023-08-07 astro-ph.HE gr-qc
Shadow of the Scalar Hairy Black Hole with Inverted Higgs Potential
University of Southampton Malaysia（马来西亚南汉普顿大学）；Jiangsu University of Science and Technology（江苏科技大学）
研究标量场在事件视界处的影响，通过光线追踪分析黑洞阴影的光学特性，发现阴影和吸积盘大小随标量场强度增加而增大，但环亮度基本不变，表明该黑洞可能模拟Schwarzschild黑洞。
2025-01-20 gr-qc hep-th
Superradiant instabilities in astrophysical systems
轻玻色子自由度已经成为暗物质的重要候选者。这些场在弯曲时空周围的演化还知之甚少，但预计会显示出有趣的效应。特别是，光玻色子场与大多数星系中的关键角色--超大质量黑洞的相互作用，可以提供超辐射和非线性玻色诺瓦式坍缩的丰富多彩的例子。反过来，对旋转黑洞的观测有望对我们宇宙中假定的大质量玻色子场的质量施加严格的限制。本文的目的是对旋转黑洞附近线性化质量标量场和矢量场的演化进行全面的研究。对于一定的玻色子场质量范围，场可以被困在视界外的势垒中并过渡到束缚态。因为存在许多这样的准束缚态，所以一般的结果是调幅正弦或拍频信号。我们认为，这种殴打的出现在过去没有被注意到，事实上被误认为是指数增长。信号的幅度调制强烈地依赖于泛音的相对激发，而泛音的相对激发又与束缚态的地理位置密切相关。我们第一次探讨了大规模的矢量场在一般BH背景下，这是很难，如果不是不可能的，在克尔背景下分离。我们的结果表明，自旋黑洞一般是强烈不稳定的大规模向量场。
2013-02-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultra-fast growth of primordial black holes through radiative absorption
Ministry of Education, Marousi, 15180, Athens, Greece（希腊教育部）；National Observatory of Athens, Lofos Nymfon, 11852 Athens, Greece（雅典国家天文台）；Department of Physics, University of Patras, 26504 Patras, Greece（帕特雷大学物理系）；Scuola Superiore Meridionale, Largo San Marcellino 10, 80138 Napoli, Italy（南方高等学院）；Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli, Via Cinthia 21, 80126 Napoli, Italy（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Departamento de Matemáticas, Universidad Católica del Norte, Avda. Angamos 0610, Casilla 1280 Antofagasta, Chile（智利北天主教大学数学系）；CAS Key Laboratory for Researches in Galaxies and Cosmology, Department of Astronomy, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026, P.R. China（中国科学院星系与宇宙学重点实验室，中国科学技术大学天文系）
研究通过辐射吸收机制使原始黑洞在早期宇宙中快速增重，解释了不同质量黑洞的起源。
2026-01-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Loss-Cone-Limited Dark Matter Capture by Early Black Hole Seeds
Center for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, University of Notre Dame（圣母大学物理与天文学系天体物理学中心）
针对早期黑洞种子，建立损失锥框架研究无碰撞暗物质捕获，结合Fokker-Planck处理角动量输运，发现普通恒星弛豫贡献可忽略，原初黑洞或三轴轨道可产生显著增长，但自洽计算中吸积受供应限制，NFW模型高估持续增长。
2026-11-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The Jet in the Galactic Center: An Ideal Laboratory for Magnetohydrodynamics and General Relativity
本文回顾和讨论了银河系中心超大质量黑洞候选者Sgr A* 的一些有趣的性质。在所有可能的黑洞源中，Sgr A* 的事件视界对着天空中最大的角标度。因此，它是一个主要的候选人，研究和图像等离子体过程中的强引力，它甚至允许成像的阴影所投下的事件视界。最近的毫米波VLBI和无线电定时观测以及数值GRMHD模拟现在已经提供了几个突破，使Sgr A* 重新成为焦点。首先，VLBI观测现在已经在多个频率上测量了Sgr A* 的固有大小，其中最高频率的测量已经接近黑洞阴影的尺度。此外，对无线电变化的测量显示，在22 GHz和43 GHz之间存在明显的时间滞后。大小和定时测量的组合，允许一个实际测量的流动速度和方向的磁化等离子体在几十个史瓦西半径。这些数据强烈支持一个适度的相对论外流，加速射流模型一致。这是比较最近的GRMHD模拟，显示存在一个适度的相对论流出耦合到吸积流Sgr A*。进一步的VLBI和定时观测与模拟相结合，有可能绘制出5-40史瓦西半径的速度分布图，并提供在事件视界附近出现的喷流盘系统的第一个一瞥。未来的亚毫米VLBI实验甚至能够直接对强引力下的这些过程进行成像，并直接确认事件视界的存在。
2010-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
