Horizon structure of rotating Einstein-Born-Infeld black holes and shadow
我们研究了旋转Einstein-Born-Infeld解的视界结构，当Born-Infeld参数趋于无穷大时，该解转化为Einstein-Maxwell的Kerr-Newman解（$β\rightarrow \infty$）。我们发现，对于给定的$β$，质量$M$和电荷$Q$，存在临界自旋参数$a_{E}$和$r_{H}^{E}$，这对应于一个具有简并视界的极值Einstein-Born-Infeld黑洞，并且随着Born-Infeld参数$β$的增大，$a_{E}$减小，$r_{H}^{E}$增大.而$a<a_{E}$描述的是具有内外视界的非极值Einstein-Born-Infeld黑洞。同样地，还考虑了$β$对无限红移面的影响，进而对能区的影响。众所周知，黑洞由于其强大的引力场，可以投下阴影作为光学外观。我们还研究了非旋转（$a=0$）Einstein-Born-Infeld黑洞的阴影，并证明了零测地线方程可以被积分，从而使我们能够研究黑洞的阴影，发现黑洞是一个被圆覆盖的暗区。有趣的是，Einstein-Born-Infeld黑洞的阴影比Reissner-Nordstrom黑洞略小。此外，阴影是同心圆，其半径随着参数$β$值的增加而减小。
2015-06-17 astro-ph.HE gr-qc
Shadows of Kerr black holes with scalar hair
利用后向光线追迹方法研究了具有标量头发的Kerr黑洞的阴影. KBHsSH在Kerr黑洞和玻色子星（BS）之间连续插值，因此我们从研究BS引起的光透镜开始。从弱引力区域到强引力区域，BS--它们本身没有阴影--根据产生的透镜效应被分类为：$(i)$非紧凑型，其不产生多个图像; $(ii)$紧凑型，其产生越来越多的爱因斯坦环和整个天球的多个图像; $(iii)$超紧凑，拥有光环，产生无限数量的图像（我们猜想）的自相似结构。KBHsSH的阴影，克尔类地平线和非紧凑的BS类头发，是类似的，但区别于，那些可比克尔BH。但是对于非克尔型视界和超紧凑的BS型头发，KBHsSH的阴影是完全不同的：新的形状出现，尺寸小得多，一个BH的多个阴影成为可能。因此，KBHsSH提供定量和定性的新模板进行中（和未来）的甚大基线干涉测量（VLBI）观测BH阴影，如那些的事件视界望远镜。
2015-11-07 astro-ph.HE 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
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
Light rings and shadows of static black holes in effective quantum gravity II: A new solution without Cauchy horizons
本文研究有效量子引力中近期提出的无柯西视界第三类静态解，分析其光环、阴影与透镜环特征，发现相关观测特性与现有约束吻合，可为区分量子黑洞与广义相对论黑洞提供依据。
2025-02-05 gr-qc hep-th
Theory-agnostic tests of gravity with black hole shadows
事件视界望远镜对黑洞阴影的观测为检验爱因斯坦的广义相对论铺平了道路。早期对测量阴影的分析对理论不可知的参数施加了限制，这些参数通常用于研究爱因斯坦理论的偏差，但这些限制的鲁棒性受到质疑。在这封信中，我们使用一个通用的理论不可知的度量研究BH阴影的参数估计的鲁棒性，考虑到当前的测量与事件视界望远镜和未来的测量预期与事件视界成像仪。我们发现，鲁棒性问题是非常微妙的，参数约束可以是高度误导，如果参数退化不小心处理。我们发现，某种偏差是特别适合的阴影为基础的分析，并可以恢复强大的阴影测量在未来。
2021-08-02 astro-ph.HE gr-qc
An exact black hole spacetime with scalar field and its shadow together with quasinormal modes
我们找到了具有最小耦合标量场的黑洞的精确解。相应的时空有两个视界，一个是黑洞的事件视界，另一个是宇宙视界。在这个意义上，解类似于史瓦西-德西特（或反德西特）时空。我们研究了热力学，建立了热力学热力学第一定律。同时，我们还研究了这个黑洞解的阴影模和拟正规模。
2020-01-04 gr-qc hep-th
Shadows and lensing of black holes immersed in strong magnetic fields
我们研究零测地线流，特别是光环（LR），基本光子轨道（FPO）和阴影的黑洞（BH）沉浸在一个强，均匀的磁场，描述的Schwarzschilld-Melvin电真空解决方案。空的梅尔文磁宇宙包含一个平面LR管。包括BH，对于弱磁场，阴影变成扁圆形，而内禀视界几何变成扁长形。对于强磁场（超临界解），BH视界之外没有LR，这一结果用拓扑参数解释。这个特征，加上梅尔文宇宙的光限制结构，产生了\textit{panoramic shadows}，几乎在观测者的天空赤道周围都可以看到。尽管缺少LR，但存在FPO，包括极平面FPO，其定义阴影边缘。我们还观察和讨论了混沌透镜，包括在空的梅尔文宇宙，和多个断开的阴影。
2021-08-13 astro-ph.HE gr-qc hep-th
How different are shadows of compact objects with and without horizons?
本研究假设致密天体具有暗表面，通过引入观测光子区域，解析构建了阴影曲线与光子碰撞参数的对应关系，揭示了无视界致密天体与黑洞阴影在光子区域不同保留程度下的具体差异。
2023-03-16 gr-qc
Observational Signatures: Shadow cast by the effective metric of photons for black holes with rational non-linear electrodynamics
本研究探讨非线性电动力学黑洞的光子有效度量的阴影，发现磁荷增大视界与发射范围，直接发射主导，强度高于史瓦西黑洞。
2024-02-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Observing the Inner Shadow of a Black Hole: A Direct View of the Event Horizon
被光学薄辐射包围的黑洞的模拟图像通常显示两个主要特征：中心亮度凹陷和狭窄明亮的“光子环”，由叠加在直接辐射顶部的强透镜图像组成。光子环紧密地跟踪图像平面上的理论曲线，对应于渐近线到黑洞周围的不稳定束缚光子轨道的光线。这个临界曲线的大小和形状完全由克尔几何决定;相反，所观察到的亮度下降的大小、形状和深度都取决于发射区域的细节。例如，球形吸积模型的图像显示了一个独特的黑暗区域--“黑洞阴影”--完全填充了光子环。相比之下，在赤道盘延伸到黑洞事件视界的模型中，图像中最暗的区域被限制在一个小得多的区域-一个内部阴影-其边缘位于赤道视界的直接透镜图像附近。使用半解析模型和广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，我们证明了光子环和内阴影可以在M87* 的亚毫米图像中同时可见，其中磁制动盘（MAD）模拟预测发射发生在赤道附近的一个薄区域平面。我们表明，相对大小，形状和质心的光子环和内部阴影可以用来估计黑洞的质量和自旋，打破这些量的测量，仅依赖于光子环的简并。这两个特征都可以通过下一代事件视界望远镜的高动态范围图像进行直接观察。
2021-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Event Horizon Telescope Observations as Probes for Quantum Structure of Astrophysical Black Holes
黑洞需要一个一致的量子演化，这导致有人提出，不仅在奇点附近，而且在视界或更大的尺度上，都要修改它们的半经典描述。如果这种变化延伸到地平线之外，它们就会影响到远距离对流可以到达的区域。这些修改的自然候选者表现得像度量波动，具有由视界半径设定的特征长度和时间尺度。我们研究了使用事件视界望远镜观察这些效应的可能性，如果它们有足够的强度使量子演化与幺正性一致的话。我们发现，这样的量子涨落可以引入一个强烈的时间依赖的形状和大小的阴影，一个黑洞投下其周围的排放。对于银河系中心的黑洞，探测其阴影的快速时间变化将需要非成像计时技术。然而，对于M87星系中心的大得多的黑洞，如果存在这些参数，则可以在事件视界望远镜获得的单个快照中容易地观察到可变的黑洞阴影。
2018-03-08 astro-ph.HE 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
Shadow and Quasinormal Modes of a Rotating Loop Quantum Black Hole
In this paper, we construct an effective rotating loop quantum black hole (LQBH) solution, starting from the spherical symmetric LQBH by applying the Newman-Janis algorithm modified by Azreg-Aïnou's non-complexification procedure, and study the effects of loop quantum gravity { (LQG) on its shadow}. Given the rotating {LQBH}, we discuss its horizon, ergosurface, and regularity {as} $r \to 0$ . Depending on the values of the specific angular momentum $a$ and the polymeric function $P$ arising from {LQG}, we {find} that the rotating solution we obtained can represent a regular black hole , a reg…
2021-05-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Rotating charged black hole in $4D$ Einstein-Gauss-Bonnet gravity: Photon motion and its shadow
从四维EGB引力中的带电黑洞出发，利用Newman-Janis提出的复坐标变换，构造了四维EGB引力中的带电旋转黑洞.此外，我们还研究了零测地线，以探讨在四维EGB引力中旋转带电黑洞投射的阴影形状。我们还讨论了它们的视界性质和阴影投射。本文分析了黑洞阴影现象与视界结构和能量发射的关系，比较了高斯-邦纳项和黑洞荷对视界、阴影、有效势和能量发射率的影响。已经看到，高斯Bonnet参数有影响的形状和大小的阴影，以及对有效的潜力，地平线和能量发射率。
2022-02-14 gr-qc
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
Shadow Geometry of Kerr Naked Singularities
本研究分析克尔裸奇点（KNS）阴影的几何形态与拓扑变化特征，结合光子轨道分析与光线追踪计算，指出该特征可用于检验宇宙监督假设及KNS作为超大质量黑洞替代模型的合理性。
2023-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Silhouettes of invisible black holes
在广义相对论中，孤立的黑洞是不可见的，因为从事件视界传播到远处观测者的光子有无限大的红移。然而，在被黑洞引力场透镜化的物质辐射背景上，可以看到黑洞的黑影（剪影）。黑洞阴影是被黑洞捕获的光子的截面在天球上的投影。如果照明背景在黑洞后面很远的地方（距离远大于事件视界半径），也可以观察到最大尺寸的经典黑洞阴影。如果同一个黑洞被邻近事件视界的吸积盘内部照亮，就可以观察到一个最小尺寸的阴影。在这种情况下，吸积黑洞的阴影是事件视界的北半球或南半球的透镜图像，取决于黑洞自旋轴的方向。在事件视界望远镜拍摄的超大质量黑洞M87* 的第一张照片中，可以看到事件视界南半球的黑色轮廓。吸积物质的亮度远高于通常的天体物理定常背景，即大量恒星或大面积热气云。由于这个原因，在非常明亮的吸积物质存在的情况下，观察到黑洞阴影是不可能的。
2020-08-28 astro-ph.HE gr-qc
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
Observational signature of near-extremal Kerr-like black holes in a modified gravity theory at the Event Horizon Telescope
我们研究了修正引力（MOG）中不同参数值的近极值Kerr-MOG黑洞的阴影。特别是，我们考虑一个各向同性的发射器轨道附近的黑洞和解析计算的位置，流量和红移因子的图像。增加修改的参数时，阴影的大小会减小。对于每个阴影，发射器的图像出现在具有丰富结构的阴影的特定部分上。初级图像和次级图像类似于近极值（高自旋）克尔黑洞产生的图像，但近极值克尔-MOG黑洞的自旋（$\hat{J}/M^2_α$）可能小于1。当修改后的参数变化时，相应图像的典型位置不会改变，与主图像相关联的典型红移因子也不会改变。然而，当修改的参数增加时，与二次图像相关联的另一个典型的红移因子增加。我们还发现，在这种情况下，通量增加。这些图像周期性地出现，其周期大于克尔的周期。这提供了一个替代签名远离克尔的情况下，可以测试的事件视界望远镜。
2018-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow Implications: What does measuring the photon ring imply for gravity?
本文探讨了通过 EHT 测量黑洞阴影尺寸（光子环）对引力理论的一般性内涵，提出了一种非微扰、非参数化的时空域表征方法，明确了基于阴影尺寸的约束效力与局限，并促进了不同观测与目标间的比较。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
Shadow images of regular black hole with finite boundary
本文提出一种受Hayward黑洞启发、具有明确表面半径的规则黑洞模型，通过分析零测地线和模拟薄吸积盘阴影图像，揭示了有/无事件视界构型下与Schwarzschild黑洞及无事件视界Hayward黑洞不同的阴影和光环结构。
2024-11-25 gr-qc
Shadow of topologically charged rotating braneworld black hole
本文讨论了拓扑荷电旋转黑洞的光学性质。我们研究了视界、光子区、黑洞的阴影和其它可观测量。结果表明，除了黑洞自旋参数$a$外，另外两个参数$β$和$q$也对视界、光子区和黑洞阴影有影响.在一定范围内，随着这三个参数的增大，视界距离、光子区域形状和黑洞阴影都会缩小。而且，随着这三个参数的增大，畸变参数$δ_{s}$逐渐增大，而黑洞能量发射率的峰值则降低。
2021-03-21 gr-qc
Photon Rings and Shadow Size for General Integrable Spacetimes
本文提出由四个自由径向函数描述的一般可积旋转黑洞时空新表述，证明极向观测者所见阴影与高阶光子环不依赖能层而直接探测视界函数，并将非微扰、非参数化的近视界测量刻画扩展至旋转时空。
2023-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Black hole shadow to probe modified gravity
在考虑宇宙学常数Λ的情况下，研究了Schwarzschild-de Sitter和Kerr-de Sitter度规下的黑洞阴影.基于已报道的M87* 黑洞阴影的参数，我们得到了对$Λ$的约束，并表明与宇宙学数据的一致性。结果表明，Λ项与自旋参数的耦合揭示了光子球的特殊性，从而也揭示了阴影的特殊性。在参数化后牛顿形式下，得到了相应的Λ-确定参数的约束条件.
2021-01-20 astro-ph.CO 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}$。
2023-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Shadow Thermodynamics of AdS Black Hole with the Nonlinear Electrodynamics Term
本文利用阴影半径表征含NLED项的带电AdS黑洞热力学，证明其可替代事件视界揭示相变，并构建直观热剖面。
2023-02-27 gr-qc
Observational optical constraints of regular black holes
在这项工作中，我们考虑两个最近推出的新的正规黑洞解和调查的圆形零测地线，找到光子球，视界和黑洞阴影半径之间的联系。我们还研究了这些解的能量发射率，并讨论了模型参数对黑洞周围粒子发射的影响。此外，我们将这些规则黑洞的阴影与事件视界望远镜的观测数据进行比较，并找到模型参数的允许区域，使所获得的阴影与数据一致。最后，我们利用程函极限下的准正规模与阴影半径的对应关系，研究了这些背景中的标量场扰动。
2021-08-08 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Bounds on Photon Spheres and Shadows of Charged Black Holes in Einstein-Gauss-Bonnet-Maxwell Gravity
考虑一般$D\ge 5$维下Einstein-Gauss-Bonnet-Maxwell引力场中的球对称静态带电黑洞，研究它们的光子球和黑洞影.我们证明了它们都满足最近提出的一系列不等式，这些不等式与黑洞的视界、光子球、阴影及其质量有关。
2019-12-11 gr-qc hep-th
No-Hair Theorem in the Wake of Event Horizon Telescope
由于M87* 超大质量黑洞（SMBH）阴影的非凡EHT图像的发布，我们有一个新的窗口来评估强场制度中基础物理的有效性。出于这一动机，我们考虑Johannsen \& Psaltis度量参数化的质量，自旋，和一个额外的无量纲的头发参数$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
Shadows and thin accretion disk images of the $γ$-metric
$γ$-度规是真空爱因斯坦方程的静态、轴对称奇异解，没有事件视界。这是一个双参数族的解决方案，其中之一（称为$γ$）的通用值测量偏离球面对称。在这里，我们首先研究的阴影投射的几何形状，以约束观测的$γ$度量。我们发现，对于$γ< 1/2$，原则上没有阴影投射。另一方面，所有$γ\geq 1/2$值的阴影都与事件视界望远镜观测到的M $87^*$一致。我们还研究了在$γ$-度规背景下的薄吸积盘的图像。在$γ$度规拥有光环的情况下，这些光环定性地模拟了具有相同ADM质量的史瓦西黑洞，而在没有这样的光环的情况下，它们与黑洞的情况截然不同。
2021-05-25 gr-qc hep-th
Testing Rotating Regular Metrics with EHT Results of Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）观测揭示了超大质量黑洞Sgr A* 的第一张图像，显示了直径为$θ_{sh}= 48.7 \pm 7\,μ$的阴影，与史瓦西黑洞阴影直径$δ= -0.08^{+0.09}_{-0.09}~\text{(VLTI)},-0.04^{+0.09}_{-0.10}~\text{(Keck)}$有部分偏差。Sgr A* 阴影的大小在克尔预言的$~10\%$范围内，为我们研究强场引力的性质提供了另一种工具。我们使用Sgr A* 阴影观测量来约束四个独立的和动机良好的度量，参数不同于克尔时空，旋转规则时空，以及相应的无视界时空。我们提出了旋转规则黑洞的偏差参数$g$的限制。$1 σ$区域内的阴影角直径$θ_{sh}$对参数$a$和$g$设置界限。结合Sgr A* 的$θ_{sh}$和$δ$的EHT界，我们的分析得出结论，Barclay Hayward黑洞和Barcleson-Visser黑洞以及相应的无视界时空与Sgr A* 的EHT结果一致。因此，这三个旋转的规则时空和克尔黑洞在某些参数空间中是不可分辨的，并且不能排除前者是天体物理黑洞的强候选者的可能性。
2022-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
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
Magnetically charged black holes from non-linear electrodynamics and the Event Horizon Telescope
非线性电动力学（NLED）理论是QED理论在强场区域的扩展，长期以来一直被用于寻找规则黑洞（BH）解。我们考虑了两个研究得很好的和动机良好的NLED模型耦合到广义相对论：欧拉-海森堡模型和Bronnikov模型。在仔细考虑了NLED修正引起的有效几何形状后，我们确定了这两个模型中BH的阴影。然后，我们将其与最近由事件视界望远镜合作拍摄的超大质量BH M87* 的阴影进行比较。在这样做的过程中，我们能够提取黑洞磁荷的上限，从而为这个新的非凡探测器的基础物理学提供新的约束。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Shadow analysis for rotating black holes in the presence of plasma for an expanding universe
研究了无压非磁化等离子体包围的Kerr-de Sitter黑洞的阴影结构，考虑了特定的等离子体分布，分离了Hamilton-Jacobi方程，找到了光子区域.导出了描述膨胀宇宙中这样一个黑洞在视界外任意有限点上的阴影边界曲线的解析公式。我们观察到的偏差，进一步探讨通过计算在一个特定的点的曲率半径为这样的结构在等离子体的存在和不存在，并计算阴影的直径。
2021-08-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exploring Nonlinear Electrodynamics Theories: Shadows of Regular Black Holes and Horizonless Ultra-Compact Objects
本研究分析NED带电规则黑洞及无视界超致密天体的阴影，识别出可被EHT观测的独特特征，并发现此类天体仅有一个不稳定光子环，挑战了光子环必属黑洞的假设。
2024-09-20 gr-qc
First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole
当被透明的发射区域包围时，黑洞预计会揭示出一个由引力光弯曲和光子捕获在事件视界引起的黑影。为了成像和研究这一现象，我们组装了事件视界望远镜，这是一个全球性的甚长基线干涉测量阵列，观测波长为1.3 mm。这使我们能够重建巨型椭圆星系M87中心超大质量黑洞候选者的事件视界尺度图像。我们将中心致密射电源解析为一个直径为42+/-3 micro-as的不对称明亮发射环，它是圆形的，并包含一个中心亮度凹陷，通量比约为10：1。使用不同的校准和成像方案恢复发射环，其直径和宽度在不同天进行的四次不同观测中保持稳定。总的来说，观测到的图像与广义相对论预测的克尔黑洞阴影的预期一致。光环中亮度的不对称性可以用等离子体以接近光速围绕黑洞旋转时发射的相对论性光束来解释。我们将我们的图像与一个广泛的黑洞的射线追踪广义相对论磁流体动力学模拟库进行比较，得出中心质量为M =（6.5+/-0.7）x 10^9 Msun。因此，我们的无线电波观测为星系中心存在超大质量黑洞以及作为活动星系核的中心引擎提供了强有力的证据。它们还提供了一种新的工具，可以在最极端的极限和迄今为止无法获得的质量尺度上探索引力。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Shadow and near-horizon characteristics of the acoustic charged black hole in curved spacetime
本文首先分析了弯曲时空中声荷黑洞的视界结构，然后研究了它的声影及其近视界特性，包括准正规模（QNM）频率和类霍金辐射。结果表明，荷声黑洞的声影半径比Reissner-Nordström（RN）黑洞的大，且随着黑洞荷量的增加，两者的相应外视界变小，从而得到抑制.然后分别用数值方法和声影法计算了标量场扰动下的QNM频率及其程函极限。我们发现，在扰动下，声荷黑洞是稳定的，QNM频率比天体物理黑洞的QNM频率要弱得多。随着调谐参数的增大，扰动的振荡幅度变小，阻尼时间变长;而随着电荷的增大，扰动的振荡幅度略有增强，扰动的衰减速度加快，这与RN黑洞中的情况不同.最后，我们对模拟的霍金辐射进行了数值研究。我们发现，在声荷黑洞中，灰体因子和能量发射率受到角数和电荷的抑制，但它们并不单调地依赖于调谐参数。能量发射率受参数影响的行为可以用霍金温度的相关行为来解释。我们期望我们的结果能为黑洞的理论和实验研究提供参考。
2021-11-02 gr-qc
A new cosmological probe using super-massive black hole shadows
研究了利用低红移和高红移黑洞阴影作为新的宇宙学标准标尺测量宇宙学参数的前景。利用M87 $^\star$的黑洞阴影的低红移观测，可以独立地确定哈勃常数，其精度约为$13\%$ km s $^{-1}$ Mpc $^{-1}$ .超大质量黑洞阴影的高红移观测可以精确地确定参数$H_0$和${Ω_{\rm m}}$的组合，我们通过一个简单的模拟表明，将它们与Ia型超新星观测相结合将给出宇宙学参数的精确测量。
2020-04-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
First M87 Event Horizon Telescope Results. VI. The Shadow and Mass of the Central Black Hole
我们使用2017年活动期间获得的事件视界望远镜数据对M87中心射电源的特性进行了测量。我们开发和拟合几何新月模型（不对称环与内部亮度凹陷）使用两个独立的采样算法，考虑不同的代表性的能见度数据。我们表明，新月形家庭的模型是统计上优于其他复杂的几何模型，我们探索。我们使用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模型的发射区的几何模型参数进行校准，并估计源的物理性质。我们进一步将GRMHD模型生成的图像直接拟合到数据中。我们比较了从这些分析中得到的发射区域和黑洞参数与从重建图像中恢复的参数。所有方法和数据集之间具有显著的一致性。我们发现，在角秒尺度下，超过50%的总通量来自视界附近，并且在该区域内部的发射被显著抑制了10倍以上，这为预测的黑洞阴影提供了直接证据。在所有方法中，我们测量42+/-3 micro-as的新月体直径，并将其分数宽度限制为<0.5。将新月形特征与黑洞阴影周围的发射相关联，我们推断GM/Dc 2 = 3.8+/- 0.4微-as的角引力半径。以16.8（+0.8，-0.7）Mpc的距离进行折叠，得到一个质量为M = 6.5 +/- 0.2（stat）+/-0.7（sys）10^9 Msun的黑洞。这种在事件视界附近的透镜发射的测量结果与广义相对论预测的中心克尔黑洞的存在是一致的。
2019-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Testing the Schwarzschild metric in a strong field region with the Event Horizon Telescope
由于对引力波和黑洞阴影的观测，在强场区检验引力理论成为现实。本文讨论了如何用事件视界望远镜观测到的M87* 的图像来约束经典广义相对论的可能偏差。更准确地说，我们想知道非旋转黑洞的事件视界在哪里。广义相对论预言视界位于史瓦西半径$r_\textrm{s}$，而其他引力理论可能给出不同的预言。我们提出了一个参数化的Schwarzschild度规（PSM），其中视界位于$r=nr_\textrm{s}$，其中$n$是一个实自由参数，并证明了非线性电动力学的广义相对论允许$n\neq1$ .在弱场区，无论$n$的值如何，PSM都等价于史瓦西度规。在强场区域，PSM和史瓦西度规之间的差异会在阴影图像上留下印记。在PSM框架下，对具有大背景光源和吸积盘的黑洞阴影进行了详细的计算和讨论。更重要的是，我们指出，$n\approx2$可以用来解释为什么阴影测量的黑洞质量比以前的气体动力学测量大了大约2倍。如果这种解释被证实是正确的，那么这种现象，连同后期宇宙学加速，将是非常重要的检验引力理论。
2019-08-30 astro-ph.HE gr-qc
Shadows of Kerr black holes with and without scalar hair
对于观测者来说，黑洞（BH）阴影是黑洞在天空中的明显图像，这是由于附近辐射的引力透镜，由外部源发射。最近一类解决方案称为克尔BH标量头发拥有较小的阴影比相应的克尔BH，在某些条件下，可以出现新的异国情调的阴影形状。因此，这些毛茸茸的黑洞可能为未来的实验提供新的阴影模板，如事件视界望远镜。为了获得阴影，向后光线跟踪算法进行了简要介绍，其次是数值例子的阴影的克尔黑洞标量头发与克尔类似物的对比。此外，克尔阴影的解析解推导出封闭形式的ZAMO观察者在任意位置。
2016-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Analytical correspondence between shadow radius and black hole quasinormal frequencies
我们考虑了最近由事件视界望远镜观测到的黑洞阴影所带回的拟正规模和测地量的等价性。利用WKB方法得到了程函极限下的拟正规频率实部与黑洞阴影半径之间的解析关系。我们分别用$4$和$D$维中的两个黑洞族验证了这种对应关系。
2020-05-19 gr-qc hep-th
Casting Shadows on Holographic Reconstruction
在AdS/CFT对应的上下文中，我们研究了几个全息探测器，这些探测器将有关大块时空的信息与CFT数据联系起来。最著名的例子是体中的最小表面和CFT中的子区域的纠缠熵之间的关系。在早期工作的基础上，我们确定了"阴影"的散装：区域不照亮任何散装探头，我们认为，在这个意义上说，散装表面不通过这些地区。我们量化的阴影在近地平线区域的黑洞和附近的足够密集的恒星的大小。阴影的存在促使进一步研究的散装边界字典，以确定CFT量编码的信息，在散装的阴影区域。我们推测从双场论的角度来解释我们的结果。
2014-12-16 gr-qc hep-th
A Universal Framework for Horizon-Scale Tests of Gravity with Black Hole Shadows
Lanzhou University（兰州大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；China West Normal University（西华师范大学）
提出一种数值高效的框架，用于约束度规引力理论中的参数，并应用于Kerr-Bertotti-Robinson时空中的视界尺度磁场，利用EHT观测数据实现了高精度黑洞阴影建模和统计推断。
2026-05-23 gr-qc
Cosmological constant corrections to the photon sphere and black hole shadow radii
我们回顾了确定光子球半径和黑洞阴影半径的方程，并计算了当暗能量作用量具有通常形式时以及当暗能量由Weyl标度不变的暗能量作用量产生时所产生的宇宙学常数修正.对于事件视界望远镜的黑洞目标，修正量很小。
2022-08-30 gr-qc hep-th
Shadows of black hole surrounded by anisotropic fluid in Rastall theory
由于引力透镜效应，黑洞在明亮的背景上投下比其视界更大的阴影，其形状和大小都可以计算出来。事件视界望远镜合作产生了黑洞的第一个直接图像（阴影），它与广义相对论的克尔黑洞的阴影一致。然而，不排除修正后的引力理论所产生的克尔黑洞的偏差，它们很重要，因为它们提供了一个通过天体物理观测来测试这些理论的舞台。这激发我们研究Rastall理论中被各向异性流体包围的旋转黑洞，即旋转的Rastall黑洞，其特征是质量$M$，自旋$a$，场结构参数$N_s$和Rastall参数$ψ$ .它包括，作为特殊情况，克尔（$N_s \to 0$）和克尔-纽曼（$s=0$和$N_s = -Q^2 $）黑洞。旋转的Rastall黑洞的特征是除了柯西视界和事件视界之外还有一个额外的类宇宙视界。我们推导出一个旋转的Rastall黑洞的阴影的解析公式，并继续可视化的黑洞的阴影的各种值的参数的观察员在一个给定的坐标（$r_O, θ_O$）在域$[r_+,r_q]$。
2021-09-27 gr-qc
Evolution of black hole shadows from superradiance
由于超辐射不稳定性，黑洞已经变成了宇宙实验室，用来寻找超轻标量。在本文中，我们提出了一个详细的研究超辐射演化的影响，黑洞阴影和调查令人兴奋的可能性，探索它与未来的观测甚长基线干涉。我们模拟的超辐射演变数值，在绝热制度，并推导出解析近似模拟的过程。在超辐射的驱动下，我们演化了黑洞阴影直径，发现它可以改变几个$μ$，就在事件视界望远镜的当前分辨率之下，尽管时间尺度比实际观测时间要长;以及（iii）详细探讨阴影的最终状态是如何由初始参数和耦合决定的。
2020-07-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Do black hole shadows merge?
所谓的黑洞阴影不是黑洞的轮廓，而是一个坍缩物体或白洞的图像。因此，当黑洞彼此合并时，黑洞的阴影是否彼此合并是重要的。本文通过分析描述黑洞合并的Kastor-Traschen时空中事件视界的零测地线生成元，我们发现存在永远看不到黑洞阴影合并的观测者。
2020-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Modified Gravity Black Holes and their Observable Shadows
非旋转和旋转的修正引力（MOG）黑洞投射的阴影由质量$M$和角动量$J=Ma$两个参数决定。当自由参数$α$从零开始增大时，球对称静态Schwarzschild-MOG和Kerr-MOG旋转黑洞投影的大小显著增大.事件视界望远镜（EHT）的阴影图像测量可以确定爱因斯坦的广义相对论是否正确，或者是否应该在强引力场的存在下进行修改。
2015-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Photon Spheres and shadow of Schwarzschild black hole on the EUP framework
Shanxi Datong University（山西大同大学）；Shanxi College of Technology（山西工学院）
本文在EUP框架下研究了Schwarzschild黑洞的光子球和阴影，发现EUP修正导致光子球半径增大而阴影缩小，从而推导出新的EUP参数约束。
2026-03-08 gr-qc hep-th
Black Hole Shadow and other Observables away from the Horizon: Extending the Effective Metric Descriptions
本文使用 Padé approximants 推广了量子变形黑洞的有效度规描述框架，解决了远距离收敛问题，并给出了黑洞阴影等物理可观测量的显式近似与捕捉主导量子修正的闭式表达式。
2024-12-18 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
