Extremal Kerr-Newman black holes with extremely short charged scalar hair
最近证明的“无短发”定理断言，如果球对称静态黑洞有头发，那么这头发（外场）必须延伸到相应黑洞时空的零圆测地线（“光子球”）之外：$r_{\text{field}}>r_{\text{null}}$。在本文中，我们提供了令人信服的证据表明，该界限可以{ \it违反}的{ \it非}球对称毛状黑洞配置。为此，我们分析探讨的物理性质的云克尔-纽曼黑洞时空-带电旋转黑洞，支持线性静态带电标量配置在其外部区域。
2017-07-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spherical timelike orbits around Kerr black holes
研究了具有一般能量的大质量粒子围绕Kerr黑洞的球型类时轨道半径所满足的十阶多项式方程。即使在赤道面或极平面上的零或单位能量粒子的逆行和逆行轨道的半径对黑洞的旋转参数具有单调依赖性，我们表明，有一个临界倾角以上的逆行轨道对黑洞的旋转具有非单调依赖性。因此，这些逆行轨道的捕获截面随着黑洞自旋的增加而减小。因此，它们降低黑洞自旋的效率降低了。我们还提供了一个方程的临界倾斜角，显示正是在这一点上的非单调性开始。此外，我们采用拉格朗日-Bürmann方法从已知的精确解中找到近似解析解。
2021-10-25 gr-qc hep-th
Highly relativistic circular orbits of spinning particle in the Kerr field
考虑了Kerr背景下的Mathisson-Papapetrou方程。研究了在这种背景下自旋粒子的高度相对论性平面圆轨道的存在区域以及粒子的洛伦兹$γ$因子与其自旋和径向坐标的关系。结果表明，与无自旋粒子的高度相对论性圆轨道相反，自旋粒子的相应轨道在更宽的空间区域内是允许的。这些轨道中的一些显示了自旋-引力耦合对粒子的显著吸引作用，而另一些则是由显著排斥作用引起的。给出了电子、质子和中微子在黑洞引力场中的数值估计。
2013-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Collimation of a spherical collisionless particles stream in Kerr space-time
我们研究了无碰撞粒子从球壳发射到无穷远的传播。在无穷远处的数量分布，作为极角的函数计算，表现出一个小的偏差均匀。在极端克尔时空中，对于发射半径为$ > 4.5M$的粒子，从极区向赤道面运动的粒子数略大于沿相反方向运动的粒子数。这意味着黑洞自旋对沿旋转轴传播的粒子流施加反准直效应。在弱场极限下也证实了这一性质。中心物体的四极矩产生一个朝向赤道面的力。对于较小的发射半径$r<4.5M$，粒子到黑洞中的吸收、发射分布的非均匀性和/或各向异性变得重要得多。
2009-03-29 astro-ph.HE gr-qc
Circular orbits in Kerr-Taub-NUT spacetime and their implications for accreting black holes and naked singularities
最近有人提出，吸积坍缩天体GRO J1655- 40可能包含一个非零的重力磁引力，因此可以用更一般的Kerr-Taub-NUT（KTN）时空来描述，而不是Kerr时空。这使得KTN时空与天体物理学相关。本文研究了KTN时空中各种圆轨道的性质，找到了圆光子轨道（CPO）和最内稳定圆轨道（ISCO）的位置。这样的轨道对于解释所观测到的吸积坍缩天体的X射线光谱和时间特性非常重要，即，黑洞和裸奇点。在这里，我们表明，通常的方法来找到ISCO半径不工作的某些情况下，在KTN时空，我们提出了替代方法。例如，ISCO方程对于KTN裸奇点的Kerr和NUT参数值的特定组合不给出任何正实半径解。在这种情况下，吸积效率通常在半径为$r=r_0$的特定轨道上达到$100\%$，因此，出于实用目的，我们选择$r=r_0$作为“ISCO”。
2019-05-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The location of the last stable orbit in Kerr spacetime
黑洞时空和克尔时空一样，既有稳定的轨道，也有坍落的轨道，在参数空间中被分界线分开。确定分界线的位置是理解黑洞的基本兴趣所在，对于模拟极端质量比的吸气至关重要。以前的数值方法来定位克尔分界线并不总是有效的或稳定的所有参数空间。本文证明了Kerr分界线是参数空间中单个多项式的零点集。这给出了两个主要结果。首先，我们彻底分析特殊情况（极端克尔，极轨道等），找到了根的极限的严格界，并统一了文献中的一些结果。其次，我们提出了一个稳定的数值方法，保证快速和鲁棒收敛到分界线。这种新方法在黑洞扰动工具包中实现，并导致比先前的鲁棒方法加速约45倍。
2020-03-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravity Waves from Extreme-Mass-Ratio Plunges into Kerr Black Holes
围绕着接近极端的克尔黑洞运行的大质量物体在通过最内侧的稳定圆形轨道后迅速坠入视界。的暴跌轨迹示出相关的共形映射到一个圆形轨道。近视界区域的共形对称性，然后用来计算在暴跌阶段产生的引力辐射。
2014-03-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Spherical orbits around a Kerr black hole
已知存在于克尔黑洞周围的一类特殊轨道是球形轨道--具有恒定坐标半径的轨道，不一定局限于赤道平面。近似50年前，威尔金斯首次研究了球形类时轨道。在本文中，我们进行了系统和深入的研究，这些轨道，包括和扩展以前的工作。我们首先提出这些轨道的参数的简化形式。这些轨道的参数空间，然后详细分析，特别是，我们划定的边界之间的稳定和不稳定的轨道，绑定和未绑定的轨道，和adverde和逆行轨道。最后，我们提供了测地线方程的解析解，并举例说明了这些轨道的几个代表性的例子。
2021-01-20 gr-qc
Spherical Orbital Dynamics and Relativistic Precession in Kerr-MOG Spacetime
本文基于 Hamilton-Jacobi 形式研究了 Kerr-MOG 黑洞周围球面轨道的动力学与相对论进动，发现 MOG 参数对交点和近星点进动及陀螺仪自旋进动有显著影响，为检验广义相对论偏差提供了观测探针。
2025-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Inspirals from the innermost stable circular orbit of Kerr black holes: Exact solutions and universal radial flow
给出了从Kerr黑洞最内层稳定圆轨道（ISCO）向内螺旋运动的测试粒子轨道的精确解。我们的结果对Kerr度规的角动量$a$ -参数的任何允许值都是有效的。这些解决方案具有相当大的物理意义。特别是，这些轨道的径向4-速度是非常简单的，并与其ISCO值的径向坐标，普遍的形式，否则完全独立于黑洞的自旋。
2022-09-08 astro-ph.HE gr-qc
A note on circular geodesics in the equatorial plane of an extreme Kerr-Newman black hole
我们研究的行为圆形测地线描述轨道的中性测试粒子周围的极端克尔-纽曼黑洞。众所周知，极端Kerr黑洞的外光子轨道$r=r_{\rm ph}$、边缘束缚轨道$r=r_{\rm mb}$和最内稳定轨道$r=r_{\rm ms}$的径向Boyer-Lindquist坐标都与事件视界值$r=r_+$相吻合。我们发现，对于质量为$M$，角动量为$J$，电荷为$Q=\pm\sqrt{M^2-J^2/M^2}$的极端Kerr-Newman黑洞（$|J|\le M^2$），坐标等式$r_{\rm ph}=r_+$，$r_{\rm mb}=r_+$和$r_{\rm ms}=r_+$成立当且仅当$|J|$分别大于或等于$M^2/2$，$M^2/\sqrt{3}$和$M^2/\sqrt{2}$.
2015-05-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Extreme mass-ratio inspirals as probes of scalar fields: eccentric equatorial orbits around Kerr black holes
我们研究的双星系统中，一个恒星质量紧凑的对象螺旋到一个巨大的黑洞，被称为极端的质量比inspirals，在一个新的基本标量场的情况下。早期的工作已经表明，在最有趣的情况下，在质量比的领先顺序，大质量的黑洞可以充分近似的克尔度规和印记的标量场的波形是完全控制的恒星质量的对象的标量电荷。在这里，我们使用这种急剧简化的inspiral模型，并考虑偏心赤道轨道。我们研究了标量荷对不同偏心率和不同黑洞自旋的轨道演化的影响。然后，我们确定如何在轨道演变的变化得到印记的波形和评估LISA的能力，以检测或约束标量电荷。
2022-09-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Completing characterization of photon orbits in Kerr and Kerr-Newman metrics
近年来，一些新的特征被引入到描述定常时空的零测地线结构中，如光子区域（PR）和横向捕获面（TTS）。前者是限定球形光子轨道的三维区域，而后者是填充其他区域（称为TTR）的球形拓扑的闭合两面。有人认为，在一般的静止轴对称时空中，自然也要考虑满足相同条件（“部分”TTS或PTTS）的球杯几何的非封闭TTS，这些TTS填充了三维区域PTTR。然后，我们表明，PR，TTR和PTTR与相应的反捕获区域一起构成了完整的一组区域填充整个三个空间（类时表面的定义）的克尔时空。这种结构提供了一种新的光学描述这样的时空，而无需显式求解测地线方程。应用这种分析的克尔-纽曼度量（包括过旋的），我们揭示了四种不同的光学类型的不同的旋转和电荷参数。为了说明它们的性质，我们扩展Synge分析光子逃逸的史瓦西度规到静止时空和构造密度图描述逃逸的光子从所有上述区域。
2019-01-16 gr-qc hep-th
Lower bound on the radii of circular orbits in the extremal Kerr black-hole spacetime
该研究基于 Thorne 环圈猜想，论证极端 Kerr 黑洞近视界同向圆轨道不能无限逼近视界，而应满足与黑洞—粒子质量比相关的非平凡半径下界。
2025-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Secular evolution of orbital parameters for general bound orbits in Kerr spacetime
Division of General Education, Kanazawa Medical University（金泽医科大学通识教育系）；Institute of General Education, Otemon Gakuin University（大东文化大学通识教育研究所）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所引力物理与量子信息中心）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）；Faculty of Law, Ryukoku University（龙谷大学法学部）
研究Kerr时空一般束缚轨道的轨道参数长期变化，通过6PN阶和16阶轨道偏心率展开，验证公式并评估偏心率对精度和PN收敛性的影响，提出混合近似方法提升计算效率。
2026-03-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A Complete Invariant Analysis of the Kerr Spacetime and its Photon Region
Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications（北京数学与应用数学研究所）；Department of Mathematics and Statistics, Dalhousie University（达尔豪斯大学数学与统计系）
本文通过不变量结构推导出识别特殊null测地线的函数，提供了一种不变量刻画光面的方法，用于高效计算光区内的测地线方程，并探讨了不变量在确定光球轨道常数中的作用。
2026-04-25 gr-qc hep-th
Floating orbits and energy extraction from magnetized Kerr black holes
该研究通过数值与解析方法分析弱磁化Kerr黑洞周围带电粒子的电磁辐射，发现视界通量大于无穷远通量导致漂浮轨道，粒子可从黑洞提取能量并向外螺旋，凸显能层特性。
2024-12-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Photon rings of spherically symmetric black holes and robust tests of non-Kerr metrics
本文研究球对称黑洞的光子环结构，指出其直径主要取决于时空几何而非源模型，从而为以较少依赖模型的方式检验广义相对论和Kerr假设提供更稳健的途径，并与Schwarzschild/Kerr情形进行了比较。
2021-12-09 astro-ph.HE gr-qc
Self force on a scalar charge in Kerr spacetime: inclined circular orbits
精确地模拟天体物理学的极端质量比数列需要计算克尔时空中轨道的引力自作用力。必要的计算技术通常非常复杂，因此，为了建立特定的计算方法，经常开发玩具标量场模型。为此，我提出了一个计算的标量场自作用力的粒子运动的（固定）倾斜的圆形测地线的背景克尔黑洞。我在频域中进行计算，并演示如何将模态和正则化过程应用于所有四个分量的自作用力。我提出了一些强场轨道的结果，可作为基准新兴的自作用力计算技术在克尔时空。
2015-02-02 astro-ph.HE gr-qc
On the connection of spacetime separability and spherical photon orbits
非赤道球形光子轨道的概念是旋转黑洞的克尔时空的非常特殊的性质之一，也是在这些物体的电磁波和引力波特征上留下清晰标记的一个概念。原则上，我们可以利用像黑洞在外部照明时投射的阴影或合并黑洞的引力准正常模式振铃这样的观测，通过它的光环和球形光子轨道结构来识别克尔度规，或者寻找更多奇异的非克尔超紧物体的存在。这种方法需要对圆形光子轨道在另一种（而且远没有那么特殊的）非克尔时空中的行为有一定的理解。在这封信中，我们探讨了球形光子轨道的存在与一般静止轴对称时空的可分性之间的联系。我们证明了，如果一个时空具有赤道光子环，但同时不允许（在任何坐标系中）非赤道球形光子轨道，则它是不可分的。因此，可分离性-圆性关系可以作为黑洞候选者的非克尔诊断。
2019-04-12 gr-qc
Observability of the innermost stable circular orbit in a near-extremal Kerr black hole
研究了快速旋转黑洞最内层稳定圆轨道（ISCO）光子的逃逸概率。当圆形轨道上的各向同性发射光源减小其轨道半径时，从其发射的光子的逃逸概率单调减小。在ISCO计算的逃逸概率也随着黑洞自旋的增加而单调下降。当无量纲克尔参数$a$处于索恩极限$a=0.998$时，从ISCO的逃逸概率为$58.8\%$。在$a=1$的极端情况下，即使光源的轨道半径任意接近与视界半径一致的ISCO半径，逃逸概率也保持在$54.6\%$。我们还表明，这样的光子已经逃离了附近的视界达到无穷大，有足够的能量，潜在的观察，因为多普勒蓝移由于相对论光束可以克服引力红移。我们的发现表明，在一个快速旋转的黑洞的阴影边缘，可以检测到它的近视界物理学的迹象。
2020-04-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Magnetic field effects on spherical orbit in Kerr-Bertotti-Robinson spacetime: constraints from jet precession of M87*
Lanzhou University（兰州大学）
研究通过 M87* 辐射进动周期约束 Kerr-Bertotti-Robinson 空间中磁场对球形轨道的影响，获得磁场上限并验证强引力 regime 中磁化黑洞的探测有效性。
2026-02-03 gr-qc hep-th
Highly relativistic spinning particle starting near $r_{ph}^{(-)}$ in a Kerr field
利用Mathisson-Papapetrou-Dixon（MPD）方程，研究了自旋粒子在Kerr场中从$r_{ph}^{(-)}$附近开始，以接近光速的速度运动的轨迹（$r_{ph}^{(-)}$是反旋圆形光子轨道的Boyer-Lindquist径向坐标）.首先，作为这些轨迹的一部分情况下，我们考虑赤道圆轨道与$r=r_{ph}^{(-)}$。该轨道由严格的MPD方程及其线性自旋近似的共同解描述。然后计算了不同情况下的非赤道运动，并用典型图形加以说明。所有这些轨道都表现出由自旋-引力相互作用引起的显著的引力排斥效应。在天体物理学中可能的应用进行了讨论。
2011-10-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Resonant excitation of eccentricity in spherical extreme-mass-ratio inspirals
本文研究非Kerr黑洞时空中球形EMRI穿越共振时的偏心率激发，揭示其可逆转圆化并调制引力波谐波，为检验非Kerr性提供信号标志。
2024-11-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
qnm: A Python package for calculating Kerr quasinormal modes, separation constants, and spherical-spheroidal mixing coefficients
$\mathtt{qnm}$是一个开源的Python包，用于计算克尔准正规模式频率、角分离常数和球-球混合系数。$\mathtt{qnm}$软件包包括一个Leaver求解器，该求解器使用Cook-Zalutskiy光谱方法来计算角度扇区，以及一个缓存机制，以避免重复计算。我们提供了大量的低$\ell, m, n$模式缓存，这些模式可以通过单个函数调用下载和安装，并进行插值以在新的旋转值下为根抛光提供良好的初始猜测。
2019-10-01 astro-ph.IM gr-qc
Massive spin-2 fields on black hole spacetimes: Instability of the Schwarzschild and Kerr solutions and bounds on the graviton mass
任意自旋的大质量玻色子场由标准模型的一般推广预言。最近的研究表明，存在一个包含质量引力在内的双度规引力理论族，它们在非线性水平上没有Boulware-Deser鬼。这为描述引力场中自旋为2的大质量粒子的动力学提供了可能性。在此背景下，我们发展的大规模自旋-2波动的研究-包括大规模引力子-周围史瓦西和缓慢旋转的克尔黑洞。我们的工作有两个重要成果。首先，我们表明，史瓦西几何是线性不稳定的小张量质量，对球对称模式。其次，我们提供了坚实的证据，克尔几何也是一般不稳定的，无论是对球模和对长寿命的超辐射模式。在没有非线性效应的情况下，自旋黑洞的观测结果将引力子的质量限制在5 × 10 ^{-23} eV以下。
2013-07-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The modification of photon trapping orbits as a diagnostic of non-Kerr spacetimes
光子圆形轨道是光偏转的一种极端情况，是黑洞的标志之一，已知在与这些极端物体有关的各种现象中发挥着核心作用。当运动不局限于赤道平面时，这种轨道的存在，即球形轨道，确实是可分克尔度规的一个特殊性质，并且可能不会发生在其他更投机的超紧物体的时空中。在本文中，我们考虑一个一般的静止轴对称时空和检查在什么情况下球形或更一般的，可变半径，“类球体”的非赤道光子轨道可能存在的最终目标是使用的修改-甚至损失-的光子捕获轨道作为非克尔物理的一个预兆。在解决这个问题，我们首先推导出一个一般的必要条件存在的球形/类球形轨道，然后继续研究光子捕获轨道在各种已知的非克尔度量（约翰森，约翰森Psaltis，和Hartle-Thorne）。其中第一个是可分离时空的一个例子，它支持类克尔球形光子轨道。更详细的分析揭示了球面轨道的存在与度规的可分性（即运动的第三个积分的存在）之间更深层次的联系。具体来说，一个在任何坐标系中都不存在球面轨道的时空必然是不可分的。这里考虑的另外两个时空表现出明显的非克尔行为，由球形光子轨道取代。更重要的是，受偏离克尔的程度的影响，赤道光子环让位于非赤道光子环，并伴随着低倾角椭球轨道的损失。这些结果的电磁和引力波签名的非克尔对象的影响进行了简要的讨论。
2019-04-09 gr-qc
Post-Newtonian expansion of gravitational energy and angular momentum fluxes: inclined spherical orbits about a Kerr black hole
本文利用Mano, Suzuki和Takasugi方法求解Teukolsky方程，推导出Kerr黑洞附近倾斜球轨道点质量的能量与角动量通量解析式，展开至12PN并经数值验证。
2025-03-31 gr-qc
Lower bound on the orbital period of Kerr-Newman black holes
本研究通过解析和数值方法检验Kerr-Newman黑洞的轨道周期，发现其下界为$T(r)\geqslant 4\pi M$，与Hod猜想一致，支持该下界为黑洞时空的普遍性质。
2025-03-27 gr-qc hep-ph hep-th
Inner-most stable circular orbit in Kerr-MOG black hole
研究了修正引力场中Kerr黑洞（Kerr-MOG黑洞）的最内稳定圆轨道（ISCO），它是强引力场中修正引力场方程的精确解之一. Kerr-MOG黑洞是在Boyer-Lindquist坐标系中通过加入类似于量子引力中所解释的Yukawa力的排斥参数而构造的。我们探讨了Kerr黑洞和Kerr-MOG黑洞的ISCO的一些不同之处。
2017-04-18 gr-qc
Effects of magnetic fields on spinning test particles orbiting Kerr-Bertotti-Robinson black holes
本文利用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程研究绕Kerr-Bertotti-Robinson黑洞的旋转测试粒子，发现磁场显著影响粒子轨迹，且增强磁场需增加轨道角动量以维持轨道。
2025-10-09 gr-qc hep-th
Isofrequency pairing of geodesic orbits in Kerr geometry
Kerr黑洞的束缚测地轨道可以用三个运动常数来参数化：（比）轨道能量、角动量和Carter常数。一般来说，每个轨道也有三个相关的频率，涉及径向，纵向和（平均）方位角运动。在这里，我们注意到一个奇怪的事实，这两种表征束缚测地线的方法并不一一对应。前者在初始条件下唯一地指定了一个轨道，而后者则不然：参数空间中存在一个（强场）区域，在该区域中，物理上不同的轨道对可以具有相同的三个频率。在每一个这样的等距线对中，两个轨道呈现出相同的近星点进动速率和相同的轨道平面的兰斯-瑟林进动速率，并且（在某种意义上）它们在相位上保持“同步”。
2013-04-05 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
Exotic orbits due to spin-spin coupling around Kerr black holes
我们报告了自旋测试粒子围绕克尔黑洞运行的奇异轨道现象，即，自旋粒子的一些轨道关于赤道平面是不对称的。当非旋转的测试粒子在强场区域绕克尔黑洞运行时，由于相对论性轨道岁差，其轨迹模式关于克尔黑洞的赤道平面对称。然而，对于某些轨道构型和大自旋，自旋粒子的轨道图案不再关于赤道平面对称。我们认为这些不对称的图案来自自旋粒子和克尔黑洞之间的自旋-自旋相互作用，因为自旋-自旋力的方向可以是任意的，并且围绕赤道平面不对称地分布。
2017-09-06 gr-qc
The equatorial motion of the charged test particles in Kerr-Newman-Taub-NUT spacetime
在这项工作中，我们进行了详细的分析的赤道运动的带电测试粒子在Kerr-Newman-Taub-NUT时空。通过求解径向轨道方程，我们研究了可能的轨道类型。本文研究了在真空度保持区域中束缚轨道存在的条件以及带电粒子和不带电粒子的圆轨道存在的条件。我们还研究了NUT参数对牛顿轨道的影响。最后给出了带电试验粒子赤道运动方程的精确解析解。
2019-07-18 gr-qc hep-th
Analytical solutions of bound timelike geodesic orbits in Kerr spacetime
我们导出了Kerr时空中束缚类时测地轨道的解析解。解析解用Mino时间$λ$作为自变量的椭圆积分表示。Mino时间将粒子的径向和极向运动叠加，从而导出了更适用于估计Kerr时空中束缚类时测地线的径向、极向和方位向运动三个基频的形式.本文首次推导了基频的解析表达式。本文还利用Mino时间首次推导了束缚类时测地线的所有坐标的解析表达式。这些解析表达式不仅对研究Kerr测地线的物理性质，更重要的是对从极端质量比的螺旋线中估计引力波的应用是有用的。
2012-08-27 astro-ph.HE gr-qc
On modeling for Kerr black holes: Basis learning, QNM frequencies, and spherical-spheroidal mixing coefficients
黑洞性质模型在直接探测黑洞双星产生的引力波中起着重要的作用。基于模型的引力波探测和随后的源参数估计的一个重要方面是与扰动克尔黑洞相关的信息的低水平建模。在这里，我们提出了新的唯象方法来模拟解析理解的引力波（准正常模式频率），和克尔黑洞的谐波结构（球面和球面谐波之间的混合系数）。特别是，我们提出了一个贪婪多元多项式（GMVP）回归方法和贪婪多元有理（GMVR）回归方法的多项式和有理函数的自动建模分别。GMVR是一种插值有理函数的拟线性数值方法。因此，它代表了龙格现象的解决方案。GMVP是用来开发一个模型QNM频率，明确地执行与极端克尔极限的一致性。GMVR是用来开发一个模型的谐波混合系数，扩展以前的结果占主导地位的多极$\ell \le 5$。这两个模型都是同类模型中第一个考虑黑洞自旋在-1和1之间变化的模型，因此自然地连接了pro和retrograde模式。我们讨论了这些模型在当前和未来的引力波信号建模的潜在用途。
2019-02-03 gr-qc
Periodic orbits around Kerr Sen black holes
研究了有理数$q$为三个整数$(z,w,v)$的Kerr Sen黑洞的周期轨道和旋转行为，从中可以立即读出叶子的数目（或缩放）、叶子的排序和旋转的数目.在强场区，回旋周期轨道的特征是多叶轨道的进动。这个特征类似于克尔时空中的对应特征。最后，我们分析了电荷参数$b$对变焦旋转周期轨道的影响。与Kerr黑洞的周期轨道相比，Kerr Sen黑洞的周期轨道所需的能量要低得多.
2019-11-23 gr-qc
Boundary to bound dictionary for generic Kerr orbits
本文在克尔背景中建立了散射与束缚轨道经典可观测量的新关系，通过哈密顿-雅可比作用量的解析延拓扩展了有界到束缚字典，可高效计算偏转角、时延和频率比。
2023-11-01 gr-qc hep-th
Integrability of Kerr-Newman spacetime with cloud strings, quintessence and electromagnetic field
由于存在像卡特常数这样的第四运动常数，带电粒子围绕被云弦、精华和电磁场包围的克尔-纽曼黑洞运动的动力学是可积的。第四运动常数和时空的轴对称性使得在二维平面（如赤道平面和其他非赤道平面）中存在具有稳定圆形轨道的径向有效势成为可能。它们也给出了在三维空间中存在具有稳定球轨道的径向有效势的可能性。动力学参数对有效势图形的变化起着重要的作用。此外，这些参数的变化影响的存在或不存在的稳定的圆形轨道，最内稳定的圆形轨道，稳定的球形轨道和边缘稳定的球形轨道。它们还影响稳定的圆形或球形轨道的半径。数值结果表明，稳定圆轨道和最内层稳定圆轨道不仅可以存在于赤道平面内，而且可以存在于非赤道平面内。数值计算也证实了几种稳定的球轨道和边缘稳定的球轨道。特别地，存在一些稳定的球轨道和角动量为零的边缘稳定的球轨道，以覆盖整个纬度坐标范围。
2022-06-20 gr-qc
Electromagnetic self-force on a charged particle on Kerr spacetime: equatorial circular orbits
本文计算了旋转黑洞赤道面上圆测地线轨道上带电粒子的自作用力。通过直接计算，我们证明了耗散自引力与辐射到无穷远并穿过黑洞视界的通量之和是平衡的。发现Prograde轨道刺激黑洞超辐射，但我们确认，浮动轨道的条件不能满足。我们计算的保守分量的自作用力的应用程序的模式和正则化方法，我们提出了一个选择的数值结果。通过数值拟合，我们提取了后牛顿展开式的首阶系数。计算了Kerr时空最内层稳定圆轨道上的自作用力，并对电磁自作用力和引力自作用力进行了比较。
2020-08-28 gr-qc hep-th
Stable circular orbits of spinning test particles around accelerating Kerr black hole
研究了自旋测试粒子在赤道面上围绕加速Kerr黑洞的稳定圆轨道。为此，我们首先计算运动方程，并分析粒子的参数空间。研究了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋试验粒子在最内层稳定圆轨道上的守恒角动量、守恒能量和半径的影响。我们发现粒子的自旋对轨道参数的影响几乎是线性的，而黑洞的加速度对这些参数的影响是非线性的。我们还探讨了粒子的自旋和黑洞的加速度对自旋粒子在近稳定圆轨道上的近星点位移的影响。
2020-04-26 gr-qc hep-th
Equatorial circular orbits in the Kerr-de Sitter spacetimes
研究了Kerr-de Sitter时空中试验粒子的赤道运动。圆形轨道的确定，它们的性质进行了讨论的黑洞和裸奇异时空，并建立薄吸积盘的相关性。
2004-04-14 gr-qc
Precise relativistic orbits in Kerr and Kerr-(anti) de Sitter spacetimes
导出了由Kerr引力度规元导出的类时测地线方程，并精确求解了该方程，其中包括了宇宙学常数的贡献。通过分离变量法求解Hamilton-Jacobi偏微分方程，导出了测地线方程。这些解可用于研究实验粒子在Kerr和Kerr-（反）de Sitter引力场中的运动。特别地，我们将类时测地线的精确解i）应用于拖曳力的精确计算在地球引力场中卫星的球极轨道的（Lense-Thirring效应），ii）第二阶段假设银河系中心是一个旋转的黑洞，我们计算了各种克尔参数值下恒星极轨对银河系中心的精确拖曳，包括最近的观察。利用椭圆函数的变换理论，得到了克尔几何中非球面测地线的精确解。具有非零宇宙学常数的球面极测地线的精确解可以用阿贝尔模θ函数表示，该函数解决了相应的雅可比反演问题。
2004-10-13 astro-ph gr-qc
Teukolsky evolution of particle orbits around Kerr black holes in the time domain: elliptic and inclined orbits
我们利用时域中的黑洞微扰理论，将质量可忽略的粒子绕克尔黑洞运行产生的引力波问题的处理扩展到椭圆轨道和倾斜轨道。我们使用窄高斯分布涂抹源项中的奇点来模拟粒子。我们比较结果（能量和角动量通量），这样的轨道与使用频域形式主义计算。
2003-09-22 gr-qc
Circular orbits and polarized images of charged particles orbiting Kerr black hole with a weak magnetic field
本研究针对弱磁场下的克尔黑洞，解析推导了带电粒子最内稳定圆轨道半径，半解析得到不同参数下的偏振图像，发现相关参数对偏振旋转和通量大小有显著影响。
2023-06-13 gr-qc hep-th
Completion of metric reconstruction for a particle orbiting a Kerr black hole
克尔度规的真空微扰可以从两个外尔标量$ψ_0$或$ψ_4$中的任何一个的相应微扰中重建，使用Chrzanowski等人在20世纪70年代描述的程序。最近的工作，在自作用力物理学的背景下的动机，扩展的程序，以度量扰动来源于一个粒子在约束测地线轨道。然而，现有的程序留下未确定的一个固定的，轴对称的一块的度量扰动。在远离粒子的真空区域，这个“完成”部分仅仅对应于克尔背景的质量和角动量扰动，然而，振幅是先验未知的。在这里，我们提出并实现了一个严格的方法来寻找完成件。其关键思想是施加连续性，关闭粒子，从完整的（完成）扰动构造的某些规范不变的字段，以确定未知的振幅参数的完成件。我们实现了这种方法在充分的约束（偏心）测地线轨道在赤道平面的克尔黑洞。我们的研究结果为Friedman { \it et al.}最近的研究结果提供了严格的基础。并将其扩展到非圆形轨道。
2016-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Kerr Black Holes Are Not Fragile
某些AdS黑洞是“脆弱的”，从某种意义上说，如果它们过度变形，它们就会变得不稳定，产生一种基本的非微扰弦效应，类似于[膜的]施温格成对产生。近极值拓扑球形AdS-Kerr黑洞是已被观测到存在的非常快速旋转的黑洞的弦论模型的天然候选者，它确实代表了AdS-Schwarzschild几何的一种非常剧烈的变形。因此，我们有充分的理由担心这些物体可能是“脆弱的”，这反过来可能意味着渐近平坦的快速旋转黑洞在弦论中可能是脆弱的。在这里，我们表明，这不会发生：尽管近极值角动量暗示的严重变形，周围的拓扑球形AdS-克尔黑洞的膜对生产总是被抑制。
2011-12-21 gr-qc hep-th
Spherical inspirals of spinning bodies into Kerr black holes
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院理论物理研究所）；Université Libre de Bruxelles, BLU-ULB Brussels Laboratory of the Universe, International Solvay Institutes（布鲁塞尔自由大学，BLU-ULB宇宙布鲁塞尔实验室，国际索尔维研究所）；School of Mathematics and Statistics, University College Dublin（都柏林大学学院数学与统计学院）
本文研究了 Kerr 黑洞中自转次体的球形进动，通过建模引力波辐射通量并评估自转对信号的影响，发现忽略自转会导致LISA可检测的不匹配。
2025-12-15 gr-qc
Non-monotonic orbital velocity profiles around rapidly rotating Kerr-(anti-)de Sitter black holes
最近的研究表明，在局部非旋转坐标系下，赤道平面内Kerr黑洞的轨道速度分布呈现出非单调的径向行为。我们在这里表明，这个意想不到的最小-最大功能的轨道速度仍然如果克尔真空推广到克尔德西特或克尔反德西特度量。这是宇宙学常数不为零的Kerr时空中的一种新的广义相对论效应。假设轨道速度的轮廓是已知的，这种效应限制了时空参数。
2007-04-30 astro-ph gr-qc
Motion of the charged test particles in Kerr-Newman-Taub-NUT spacetime and analytical solutions
本文研究了带电测试粒子在Kerr-Newman-Taub-NUT时空中的运动。我们分析了轨道方程的角度和径向部分，并研究了可能的轨道类型。我们还研究了球面轨道及其稳定性。进一步，我们得到了运动方程的解析解，并用雅可比椭圆函数和维尔斯特拉斯椭圆函数表示。最后，我们讨论了束缚运动的观测量，计算了三维束缚轨道的近日点位移和Lense-Thirring效应。
2016-05-09 gr-qc hep-th
Spherical photon orbits in the field of Kerr naked singularities
研究了Kerr裸奇异性时空中被限制在常数Boyer-Lindquist半径r内的球光子轨道的性质。发现了Kerr黑洞（KBH）时空中所没有的SPO的一些新特征，特别是可以是纯逆/逆行的稳定轨道，或者在方位角方向上具有转折点。当r > 1（r < 1）时，协变光子能量E > 0（E < 0），当r = 1时，E = 0。所有不稳定的轨道必须有E > 0。结果表明，极旋时空只能存在于无量纲自旋a < 1.7996的时空中。证明了方位角总变化为零的闭合SPO的存在性。分类的KNS和KBH时空的依赖于它们的无量纲自旋a的建议，考虑到SPO的属性。对于选定类型的KNS时空，典型的SPO构造，包括封闭路径。结果表明，稳定的SPO相交的赤道平面的区域内的稳定的圆形轨道的测试粒子，取决于自旋a。开普勒吸积盘的交叉点的相关性概述和观测效果估计。
2018-11-06 gr-qc
Post-Newtonian expansion of fluxes from a scalar charge on an inclined-spherical orbit about a Kerr black hole
University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；University College Dublin（都柏林大学学院）
本文使用MST方法求解Kerr背景下的标量波动方程，导出了Kerr黑洞倾斜球面轨道上标量点电荷辐射通量至12PN相对阶的解析表达式，并通过与Teukolsky代码数值结果对比验证了其在强场区域的实用性。
2025-11-03 gr-qc
Radiation-reaction-induced evolution of circular orbits of particles around Kerr Black Holes
证明了在绝热近似下，Kerr度规中粒子的非赤道圆轨道（即具有常数Boyer-Lindquist半径的轨道）在引力辐射反应的影响下仍然是圆的。简要讨论了绝热性破裂的条件，以及稍微非圆的轨道对偏心率的增长是否是稳定的。
1995-12-08 gr-qc
