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
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 synchronised hair: an analytic model and dynamical formation
East和Pretorius（arXiv：1704.04791）利用完全非线性的数值模拟成功地演化出了克尔黑洞（BH）的超辐射不稳定性，这种不稳定性是由大质量的复杂矢量场触发的。演化终止于与旋转BH视界同步的矢量场凝聚的静止状态。我们发现这些端点是同步Proca头发的Kerr BH的基本状态。从这些模拟的“实验数据”的动机，我们建议一个通用的（即场自旋独立），具有准克尔地平线，适用于弱发制度的同步头发的BH的子集的分析模型。比较这个模型与完全非线性数值解的BH与同步标量或Proca头发，我们表明该模型是准确的毛BH，可能会出现动态超辐射，其域，我们确定。
2017-06-20 astro-ph.HE 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
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
Effective stability against superradiance of Kerr black holes with synchronised hair
具有同步毛发的克尔黑洞[arXiv：1403.2757，arXiv：1603.02687]是无毛发猜想的反例，在广义相对论中，它与服从所有能量条件的简单物质场（质量为$μ$）最小耦合。由于这些解像克尔一样有一个能区，所以它们一直有可能受到超辐射不稳定性的影响，这与克尔导致它们动力学形成的过程相同。最近的一项突破[arXiv：1711.08464]证实了这种不稳定性，并计算了解决方案样本的相应时间尺度。我们讨论如何这些结果和其他观测支持两个结论：$1)$从克尔极限开始，头发的增加固定耦合$μM$（其中$M$是BH质量）增加的时间尺度的不稳定性; $2)$有头发的解决方案，这个时间尺度，天体物理学黑洞质量，大于宇宙的年龄。后一个结论引入了有限的、但与物理相关的有效稳定性概念。前一个结论，使我们能够确定一个天体物理上可行的域，这种有效稳定的毛茸茸的黑洞，发生，保守，为$Mμ\lesssim 0.25$。这些是动态形成的多毛黑洞，从克尔的超辐射不稳定性，在天体物理时间尺度内，但其自身的超辐射不稳定性只发生在宇宙学时间尺度内。
2018-04-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
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 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
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
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
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
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
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
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 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(Transient) Scalar Hair for (Nearly) Extreme Black Holes
最近的研究表明，极端的Reissner-Nordström黑洞受到最小耦合、自由、无质量的标量场的扰动，会有永久的标量毛发。毛发--在黑洞的事件视界计算的守恒电荷--可以用未来零无限的某种表达式来测量：后者在时间上与毛发相反。我们也将这种新发现的头发推广到极端的克尔黑洞。我们研究了近极端黑洞毛的行为及其作为瞬态现象在未来零无穷远处的测量。对于接近极端的黑洞，在未来的零无穷远处，新长出的头发的长度在中间时刻随时间平方地减小，直到它的长度变短，并且长度缩短的速率进一步减慢。最后，接近极端的BH再次变得像非极端的BH一样光秃秃的。
2019-10-11 gr-qc hep-th
Two-horizon sector thermodynamics and NUT bi-hair in Kerr-Newman-NUT spacetimes
China West Normal University（西华师范大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文通过双视界扇区诊断研究带电Kerr-Newman-NUT时空，发现Σ扇区由类电荷变量闭合，Δ扇区需类旋转变量，从而支持NUT双毛发结构：N为类电荷，J_N=MN为类旋转次级毛发。
2026-10-30 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
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
Classical moduli $O(α')$ hair
我们扩展现有的治疗黑洞解弦引力，包括模场。在克尔-纽曼黑洞背景下，在循环修正超弦有效作用量的框架下，计算了外模和外模对$O(α')$的影响.
1995-04-06 gr-qc hep-th
Hairy black resonators and the AdS$_4$ superradiant instability
通过数值求解3 + 1维Einstein方程，研究了Kerr-AdS黑洞的超辐射不稳定性.我们发现，超辐射不稳定性的结果在两个阶段的过程中，具有不同的初始和二次不稳定性。在次级不稳定性的末端，几何结构以几个不同的基频振荡--一个多重振荡的黑洞。多振荡的黑洞非常接近黑色共振器，尽管有一点引力毛发。在多毛黑共振时期，视界面积的演化与常数的指数接近一致。通过采用不同的种子扰动的初始克尔AdS几何，我们也证明了黑色谐振器的头发是不唯一的。在双量子场论的描述中，旋转不变性被自发地破坏，并且在某些区域能量密度为负，这表明物质的奇异状态不会松弛到静止构型。
2021-09-26 gr-qc 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
EMRIs around $j=1$ black holes with synchronised hair
研究轻量致密天体坠入带同步标量毛的极端质量比旋近黑洞，发现两类 $j=1$ 解序列呈现定量或定性非克尔特性，为区分致密天体提供新方法。
2023-06-28 gr-qc
Probing hairy Kerr black holes through quasi-periodic oscillations II: a study based on the resonance models
National Institute of Technology Rourkela（国家技术学院劳尔凯拉）；IISER Mohali（印度科学教育与研究所穆哈里）
该研究基于引力解耦框架构建的旋转带毛黑洞，将九种共振模型与HFQPO数据比对，结合赤池信息准则分析后发现当前数据无法排除带毛克尔情景，为评估HFQPO模型性能提供了系统框架。
2026-10-09 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
The Kerr Memory Effect at Null Infinity
本文在Bondi–Sachs坐标下计算引力波撞击克尔黑洞在零无穷远处的记忆效应，将冲击波记忆视为BMS超平移，并定量给出事件视界上超转动荷因软超平移毛发而产生的变化。
2024-03-27 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
Myers-Perry black holes with scalar hair and a mass gap
我们在五维爱因斯坦引力最小耦合到一个复杂的、有质量的标量场偶极子的情况下，构造了一族具有标量头发和规则视界的渐近平坦、旋转的黑洞。这些解决方案是支持旋转，没有静态限制。它们被描述为质量$M$，两个相等的角动量$J_1=J_2\equiv J$和一个保守的诺特电荷$Q$，测量标量头发。对于消失的视界大小的解决方案减少到五维玻色子星。在Noether电荷密度为零的极限下，标量场变得逐点任意小，几何形状变得局部任意接近于特定的一组迈尔斯-佩里黑洞（MPBH）;但是相对于后者仍然存在全局差异，表现在有限的质量间隙中。因此，标量头发永远不会成为MPBH的线性扰动。这与带有标量头发的克尔黑洞~ \cite{Herdeiro:2014goa}相比是一个质的区别。而后者的存在可以在线性理论中预期，从克尔几何（即标量云）的标量束缚态的存在，这些MPBH的头发本质上是非线性的。
2014-08-24 gr-qc hep-th
New entropy formula for Kerr black holes
我们引入了一个新的克尔黑洞的熵公式的启发最近的结果，三维黑洞和软海森堡头发的宇宙学。我们还证明了Kerr-Taub-NUT黑洞也服从同样的公式。
2017-09-27 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
Thermal Fluctuations And Correlations Among Hairs Of Stable Quantum ADS Kerr-Newman Black Hole
我们已经导出了视界面积相对于普朗克面积较大的带电旋转量子黑洞的热稳定性判据。利用圈量子引力和巨正则系综平衡态统计力学的结果进行了推导。在四维时空中，量子ADS Kerr-Newman黑洞在一定的参数范围内是热稳定的。本文在稳定范围内计算了稳定量子ADS黑洞的视界面积、电荷和角动量之间的涨落和关联的期望值。有趣的是，我们发现在大视界面积极限下，电荷和角动量的首阶涨落与平衡时的电荷和角动量的值无关。
2017-07-02 gr-qc
Black-hole spectroscopy, the no-hair theorem and GW150914: Kerr vs. Occam
“无毛”定理指出，天体物理学黑洞的完全特征只有两个数字：它们的质量和自旋。受扰黑洞的引力波辐射由阻尼正弦波的叠加组成，称为\textit{quasi-normal modes}。准正常模式由三个整数$(\ell,m,n)$指定：$(\ell, m)$整数描述角度属性，而$(n)$指定（过）音调。如果无毛定理成立，准正规模的频率和阻尼时间由黑洞的质量和自旋唯一确定，而相位和振幅取决于特定的扰动。目前的测试无毛定理，试图确定这些模式在半不可知的方式，而不强加的干扰源的先验。这通常称为\textit{black-hole spectroscopy}。将该框架应用于GW 150914，测量了第一泛音，从而在$20\%$水平上证实了该定理。然而，我们表明，这种半不可知论的测试不能提供有力的证据，有利于无毛定理，即使是非常响亮的信号，考虑到越来越多的泛音（和自由参数）需要适应的数据。这可以通过对扰动黑洞的起源施加先验假设来解决，这可以进一步限制探索的参数：特别是我们的知识，即振铃是由二元黑洞合并引起的。应用这一策略GW 150914，我们发现一个自然的对数贝叶斯因子$\sim 6.5$有利于其残留的克尔性质，表明毛状物体的假设是不利的$<1:600$相对于克尔黑洞之一。
2021-01-26 gr-qc
Growth of accretion driven scalar hair around Kerr black holes
致密物体周围的标量场对于引力的标量张量理论和由大质量标量组成的暗物质模型（例如轴子）是有意义的。研究了具有非零密度和非零角动量的非平凡渐近边界条件的Kerr黑洞周围标量场的行为。从一个初始的径向均匀的配置，标量云吸积，这渐近已知的固定配置随着时间的推移。我们研究了黑洞自旋、标量场质量、远离黑洞的标量场密度和角动量等参数对云增长的影响。我们研究了云中质量和角动量的瞬态增长，以及黑洞周围标量的空间分布，并将完全非线性模拟的结果与解析微扰展开相关联。我们还强调了这些吸积云产生单色引力波信号的潜力-类似于来自超辐射云的信号，尽管振幅明显较弱。
2021-03-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Scalar Hairy Black Holes in Four Dimensions are Unstable
本文对Herdeiro和Radu构造的具有标量头发的黑洞的稳定性进行了数值分析。我们证明了一种新的规范的存在性，其中标量场微扰与度规微扰解耦，并分析了由此产生的拟正规模谱。我们发现不稳定模式的特征增长率，均匀的头发是几乎相同的大规模的标量场在一个固定的克尔背景。
2018-04-19 gr-qc hep-th
Abelian Higgs Hair for Rotating and Charged Black Holes
研究了在渐近平坦和渐近反de Sitter时空中旋转黑洞背景下的涡旋解问题。证明了四维Kerr、Kerr-AdS和Reissner-Nordstrom-AdS黑洞背景下的Abel Higgs场方程存在涡旋线解。这些解具有轴对称性，是Nielsen-Olesen弦的推广。通过数值求解每种情况下的场方程，我们发现这些黑洞可以支持阿贝尔希格斯场作为头发。即使在极端情况下，这种情况也是成立的，并且没有磁通驱逐发生。我们还计算了阿贝尔Higgs场的自引力效应，结果表明涡旋在相应的黑洞度规中引入了亏损角。
2002-03-18 gr-qc hep-th
Scalarized Hairy Black Holes
在复杂的标量场存在下，标量张量理论允许标量化旋转的多毛黑洞。我们展示了这些标量化的黑洞的存在域，它是标量化的旋转玻色子星和普通的毛茸茸的黑洞的边界。我们讨论这些解决方案的整体性质。像它们在广义相对论中的对应物一样，它们的角动量可能超过克尔界限，并且它们的各能曲面可能由球和环组成，即，形成了一个土星。
2015-03-05 gr-qc hep-th
Equatorial extreme-mass-ratio inspirals in Kerr black holes with scalar hair spacetimes
在这项工作中，我们分析了一些明智地选择的解决方案的克尔黑洞与标量头发（KBHsSH）的特殊利益的引力波（GW）事件起源于极端质量比Inspirals（EMRI）。由于能量密度的偏心分布，这些时空以这样一种方式弯曲，即不是所有的度规函数都像克尔黑洞（KBH）的外部区域那样在赤道平面上单调地表现。这对轨道参数有很大的影响，而轨道参数又影响到绝热演化过程中EMRI信号的印记。通过研究圆形轨道参数，我们揭示了与KBH相比新的且不同的信号中可能存在哪些定性特征，并且我们通过使用通常的四极公式近似来发展一些灵感。我们表明，发射信号的频率表现出非单调性，即它们可以向后啁啾，并且对于某些特定情况下，它们可以变得任意小，低于LISA的灵敏度范围。最后，我们提出了两组波形产生的非圆形EMRI中的紧凑型对象（CO）遵循一种类型的测地线运动通常存在于时空中的静态环（SR），在该紧凑型对象是周期性的时刻在休息。
2022-01-21 gr-qc
