Mass transfer and boson cloud depletion in a binary black hole system
本研究探讨了双黑洞系统中超轻玻色子云的动力学，开发了研究黑洞间质量转移的框架，发现玻色子从中心黑洞增长模式跃迁至伴星衰减模式会导致云耗散，机制区别于伴星共振扰动。
2023-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Common Envelope Evolution of Ultralight Boson Clouds
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分中心，中国科学院大学）；Department of Astronomy, Tsinghua University（清华大学天文系）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe (Beijing/Hangzhou), University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室（北京/杭州），中国科学院大学）
研究超轻玻色子云在双黑洞系统中的共同包层演化，揭示其对轨道偏心率增长的影响
2026-02-04 astro-ph.HE gr-qc
Searching for ultralight bosons with supermassive black hole ringdown
超轻玻色子是暗物质的一种竞争性候选者。如果它们存在，这些玻色子可能会通过超辐射不稳定性形成围绕旋转黑洞的长寿命玻色子云，作为引力源并影响宿主黑洞周围的引力波传播。在极端质量比的吸气过程中，玻色云将在吸气阶段幸存下来，并能影响受扰黑洞玻色云系统的准正规模频率。在这项工作中，我们计算了旋转黑洞由于周围玻色子云的存在而引起的引力准正规模频率的变化。然后，我们进行模拟分析模拟激光干涉空间天线观测数据包含注入振铃信号的超大质量黑洞与玻色子云。我们发现，利用不到一个小时的附近超大质量黑洞（如人马座A* 和M32）振铃阶段的观测数据，我们可以排除或确认质量为$ \sim 10^{-17} \rm eV$的云状超轻玻色子的存在。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Love numbers of Proca stars
普罗卡星（arXiv：1508.05395）是到处都是规则的、渐近平坦的自引力孤子，由复杂的、大质量的矢量玻色子组成，形成宏观的、恒星大小的玻色-爱因斯坦凝聚体。它们被认为是奇异致密天体、黑洞模仿者和暗物质候选者的经典动力学模型。在球对称中，它们在性质上与它们的纯量表兄弟--标准（纯量）玻色子星在所有方面都很相似。在这里，我们研究的潮汐变形和四极潮汐勒夫数，电型和磁型，球对称Proca星。导出了扰动方程，并计算了某些具体背景解的Love数。我们观察到这两个勒夫数在性质上与标量玻色子星相似，特别是Proca星的电型（磁型）四极勒夫数为正（负）。量子化，对于相同的紧凑性，Proca情况下的电和磁勒夫数比标量情况下更接近（在幅度上），电勒夫数的幅度略大于磁勒夫数。
2020-06-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Tidal Deformability as a Probe of Dark Matter in Neutron Stars
玻色子星的概念最早由Kaup和Ruffini-Bonazzola在20世纪60年代提出。根据这一思想，我们研究了自相互作用的非对称玻色暗物质（DM）对中子星（NS）不同可观测性质的影响.在本文中，玻色子DM和重子物质（BM）混合在一起，仅通过引力相互作用。DM的存在下，作为一个核心的紧凑型恒星或作为一个扩展的光环，它周围的检查通过应用不同的玻色子质量和DM分数为一个固定的耦合常数。DM核心/晕形成的DM混合NS属性的影响进行了探讨，通过最大质量和潮汐变形的NS。由于最近的引力波（GW）的检测和最新的X射线观测，DM混合NS的功能进行了比较LIGO/Virgo和NICER的结果。
2021-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Possible Origin of the G2 Cloud from the Tidal Disruption of a Known Giant Star by Sgr A*
在围绕Sgr A* 的近径向轨道上发现的气体云G2引发了对其起源的许多猜测。在这封信中，我们提出G2是由附近一颗巨星的外壳物质被移除而产生的碎片流形成的。我们进行流体动力学模拟的返回潮汐泥石流冷却，并发现流凝结成团，定期下降到Sgr A*。我们建议，这些团块之一是所观察到的G2云，与流的其余部分可检测到在较低的Br- $γ$发射率沿轨迹，将跟踪从G2的恒星，部分中断。通过同时拟合S2、G2和$\sim$ 2,000颗候选恒星的轨道，并将每颗候选恒星的轨道平面固定在G2上（正如潮汐扰动所预期的那样），我们发现有几颗恒星的轨道与其中一颗恒星被潮汐扰动而产生G2的观点相一致。如果其中一颗恒星确实被破坏了，它最后一次遇到Sgr A* 是在几百年前，而且很可能多次遇到Sgr A*。然而，虽然这些恒星的测量位置和自行与巨破裂场景兼容，但它们的径向速度目前尚不清楚。如果其中一颗恒星的径向速度被测量为与分裂轨道相一致，这将强烈表明它的分裂产生了G2。
2014-04-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Extracting ultralight boson properties from boson clouds around post-merger remnants
超轻玻色子是一类假设的粒子，可能解决从宇宙学到天体物理学和基础物理学等领域的关键问题。如果超轻玻色子存在，它们会通过超辐射在旋转的黑洞周围形成云，其大小与它们的粒子康普顿波长相当。超辐射是一种众所周知的经典波放大过程，已经研究了几十年。在这些云形成之后，它们通过超轻玻色子湮灭为引力子而消散并发出连续的引力波。这些引力子可以用地基引力波探测器使用连续波搜索来探测。然而，可以想象其他连续波源模仿来自云的发射，这可能导致错误的检测。在这里，我们研究如何可以使用连续波从云周围形成的已知合并残留物，以减轻这个问题。特别是，我们模拟了合并残余物的目录，在它们周围形成云，并展示了选择“黄金”合并残余物如何可以执行贝叶斯交叉验证的超轻玻色子假设，有可能排除其他解释。我们的概念验证研究表明，在未来，有一种可能性，即合并残留物存在足够接近，我们可以进行分析和测试玻色子假设，如果玻色子存在于相关的质量范围。未来的研究将集中在建立更复杂的连续波工具，在实践中进行这种分析。
2022-09-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational floating orbits around hairy black holes
我们表明，引力浮动轨道可能存在的黑洞旋转头发。这些黑洞毛发可能来自旋转黑洞周围的轻轴子场的超辐射生长。如果测试粒子围绕黑洞旋转，它的潮汐场可能共振地触发轴子云从同转态到耗散态的动力学转变。潮汐隆起是由模式的跳动产生的，它将角动量反馈给测试粒子。根据这一机制，一个极端质量比螺旋（EMRI）系统，作为一个源的LISA，可能会面临延迟合并的EMRI轨道失速的潮汐响应的云，直到云几乎完全消散。如果云的消耗速度慢于EMRI合并之间的平均时间间隔，它可能会导致多个EMRI对象在可比半径之间的有趣的相互作用。由于潮汐耦合和引力波耗散，倾斜的EMRI也有望向黑洞赤道面迁移。漂浮的恒星质量的背洞或围绕在附近中等质量黑洞周围的恒星可能会产生强烈的引力波辐射，这可以被LISA探测到。
2019-03-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Mass, Spin, and Ultralight Boson Constraints from the Intermediate Mass Black Hole in the Tidal Disruption Event 3XMM J215022.4-055108
我们同时成功地拟合了潮汐破裂事件（TDE）3XMM J215022.4-055108的多历元X射线光谱，使用了我们的相对论细长盘模型的修改版本，该模型现在考虑了辐射的角动量损失。我们探讨了不同的磁盘属性和光谱硬化因子fc和红移z的不确定性对估计黑洞质量M和自旋a的影响。在所有理论先验的选择中，我们将M约束为小于2.2e4 Ms（1 sigma置信度）。假设TDE宿主是一个星团，与相邻的，更明亮的，棒透镜状星系在z=0.055，我们约束M和a分别为（1.75+0.45-0.05）e4 Ms和0.8+0.12-0.02，在1 sigma置信度。高，但次极端，自旋表明，如果这个中等质量的黑洞（IMBH）自形成以来已经显着增长，它已经获得了最后的e倍质量的方式与气体吸积的标准和混乱的限制。我们的是第一个明确的IMBH与自旋测量。因此，这个物体代表了天体粒子物理学的一个新实验室;它的M和a严格限制了超轻玻色子的存在，排除了质量为1.0e-15到1.0e-16 eV的玻色子。
2021-05-11 astro-ph.HE
Can We Probe Spacetime Non-commutativity Through Tidal Deformability of Compact Objects?
本文基于 de Sitter 规范引力理论研究了时空非对易性对致密物体潮汐形变性的影响，发现中子星和玻色子星在黑洞致密度极限下NC修正收敛为有限值，无法作为约束时空非对易性的可行候选者。
2025-05-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Scalar- and Vector Dark Matter Admixed Neutron Stars
本文研究了有质量自相互作用标量/矢量玻色暗物质对中子星的影响，推导了费米子玻色星的潮汐可变形性计算方程，首次构建费米子Proca星平衡解，分析了两类混合星的结构、稳定性及观测意义。
2023-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Spectral features of tidal-disruption candidates and alternative origins for such transient flares
恒星潮汐破裂事件（TDE）的紫外和光学选择候选者通常在类黑体连续谱（1 e4 K <T<1 e5 K）上表现出宽光谱特征（HeII发射，H $α$发射或吸收线）。这些谱线可能来自TDE碎片或被耀斑光电离的环核云。然而，线速度远低于预期的恒星分裂的超大质量黑洞（SMBH），并略快于预期的宽线区（BLR）云的持续活动星系核（AGN）。独特的光谱状态并不强烈相关的观测光度和速度，也SMBH质量估计。我们使用详尽的光电离建模来映射通量和云的属性，产生（例如）He过亮状态，其中大的HeII（4686 A）/H $α$线比产生氦富集的假象。虽然观察到的线比发生在一个合理的少数情况下，活动星系核的照明不能重现所观察到的等效宽度。因此，我们建议解释这些属性的光回波光电离模型：初始闪光的热黑体（爆炸）激发BLR云，然后看到叠加在连续从后来的，扩大的，冷却阶段的中央发光源。隐含的云质量是亚恒星，这可能与TDE不一致。鉴于这些和其他不一致的TDE模型（如主机星系分布），我们建议也考虑这些核耀斑的替代来源，我们简要讨论（如核超新星和饥饿/亚发光活动星系核）。
2017-11-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Methods and prospects for gravitational wave searches targeting ultralight vector boson clouds around known black holes
本文提出基于隐马尔可夫模型的长持续时间信号跟踪方法，用于探测旋转黑洞周围超轻矢量玻色子云产生的引力波，并证明当前探测器可探测质量≥60太阳质量、自旋≥0.6的黑洞矢量云，光度距离达1 Gpc。
2023-08-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Outflow-cloud interaction as the possible origin of the peculiar radio emission in the tidal disruption event AT2018cqh
本研究通过高分辨率射电观测和流体动力学模拟，提出TDE外流与环核致密云团的相互作用是AT2018cqh延迟快速上升射电辐射的可能起源。
2025-09-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-Gravity Effects of Ultralight Boson Clouds Formed by Black Hole Superradiance
该研究利用完全广义相对论轴对称解分析黑洞超辐射形成的标量与矢量超轻玻色子云自引力，修正频率演化与superrad波形，并揭示其对ISCO和光环的影响。
2025-03-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing the existence of ultralight bosons with a single gravitational-wave measurement
光玻色子被认为是基础物理学和宇宙学中各种问题的可能解决方案，包括一大类超越标准模型物理学的候选者，如光子和模量，波暗物质和类轴子粒子。如果自然界中存在轻玻色子，它们将通过超辐射从旋转的大质量黑洞中提取旋转能量，从而自发形成“云”，超辐射是一种经典的波放大过程，人们已经研究了几十年。云的超辐射增长决定了最终黑洞的几何形状，而黑洞的几何形状决定了云的形状。因此，黑洞的几何形状和云都编码了关于轻玻色子的信息。由于这个原因，对黑洞/云系统的引力场的测量（编码在引力波中）是超定的。我们表明，一个单一的引力波测量可以用来验证存在的轻玻色子的模型选择，排除其他解释的信号，并测量玻色子的质量。这样的测量可以做一般的玻色子在质量范围$[10^{-16.5},10^{-14}]$ eV的极端质量比吸气使用LISA观测。
2020-05-13 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Piercing of a solitonic boson star by a black hole
本研究在已有微型玻色星穿透研究基础上，引入六次孤子势探究黑洞对孤子玻色星的穿透，发现孤子玻色星易被黑洞潮汐俘获，超85%物质被吸积，自相互作用不改变系统定性行为。
2023-11-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal Response of Compact Objects
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 Roma（罗马国家核物理研究所）
本文综述了黑洞、中子星及奇异致密天体的潮汐响应，探讨了爱因斯坦理论偏离检测、核物态约束及引力波天文应用。
2026-04-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal Deformability of Dark Matter Admixed Neutron Stars
中子星的潮汐性质可以通过吸入的双中子星发射的引力波来测量，并被用来约束中子星的状态方程。本着同样的精神，我们研究了暗物质混合中子星的无量纲潮汐形变。潮汐勒夫数计算在一个两流体的框架。将暗物质模型化为理想费米气体或自相互作用玻色子，计算了暗物质混合星的无量纲潮汐勒夫数和无量纲潮汐形变。在中等质量暗物质含量范围内，无量纲潮汐变形能力从与纯正常物质星相似急剧变化到与纯暗物质星相似。在此基础上，利用暗物质质量分数较高时无量纲潮汐形变-质量关系的自相似性，提出了一种通过大质量致密星潮汐性质研究暗物质参数的方法.
2022-07-06 astro-ph.HE
High-energy neutrino emission from tidal disruption event outflow-cloud interactions
本研究利用外流-云团模型计算潮汐瓦解事件对弥散中微子的贡献，发现其可解释约0.3 PeV处80%的贡献，并对物理参数组合施加约束。
2024-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing Boson Clouds with Supermassive Black Hole Binaries
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；School of Physics Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）
本文研究了超大质量黑洞双星中玻色子云的探测方法，探讨了轨道演化与电离效应的关系。
2026-02-06 astro-ph.HE hep-ph
Smooth binary evolution from wide resonances in boson clouds
本文针对黑洞周围超轻标量云中的宽共振提出有效处理方法，并证明累积高能弱共振会平滑双星演化中的尖锐特征，强调波形建模需仔细纳入共振。
2025-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing Ultralight Bosons with Binary Black Holes
本文研究了双螺旋中黑洞周围超轻玻色子云的引力波特征。这些云，这是通过快速旋转BH的超辐射不稳定性形成的，在BH质量和自旋的人口，和连续的单色GW信号产生不同的效果。我们发现，一个二进制同伴的存在大大丰富了系统的动力学演化，最显着的是通过存在的共振跃迁之间的增长和衰减模式的云（类似于拉比振荡在原子物理学）。这些共振对当前和未来的GW探测器具有丰富的现象学意义。值得注意的是，来自云的GW信号的幅度可能会降低，并且在许多情况下，在二元合并之前很久就终止了。玻色子云的存在也可以通过有限尺寸效应的印记，如自旋诱导多极矩和潮汐勒夫数，在双星的GW信号中揭示出来。在共振期间云的能量密度的时间依赖性导致有限尺寸项对波形的贡献中的尖锐特征或至少衰减。对这些效应的观测将通过精确的GW数据来限制假定的超轻玻色子的性质，从而提供超越标准模型的新的物理探测。
2018-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Self-Sustaining Black Hole Engine Powered by the Tidal Disruptions of Stars
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密松天体物理中心）
该研究提出了一种由恒星潮汐撕裂驱动的自维持黑洞引擎机制，解释了潮汐撕裂事件发生率偏高及延迟时间分布晚期峰值的成因，相关事件多在红外波段显现
2026-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Boson Cloud Atlas: Direct mass measurements of superradiance clouds near black holes
Racah Institute of Physics, Hebrew University of Jerusalem（雷恰物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）
本文提出通过两种电磁技术比较，利用自转测量的不匹配来直接测量黑洞周围超辐射云的质量，以检测暗物质的存在。
2026-09-23 astro-ph.HE hep-ph
