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
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
Null and timelike circular orbits from equivalent 2D metrics
球$1 + 3$维时空中粒子的运动在某些假设下可以用二维流形上的曲线来描述，即分别用零曲线的光学流形和类时曲线的Jacobi流形来描述。在本文中，我们求助于辅助二维度量研究一般静态的，球对称的，渐近平坦的$1 + 3$维时空，其功能至少是$C^2$光滑的圆测地线。这是通过研究二维等价流形的高斯曲率以及这些圆形路径的测地曲率来完成的。本研究考虑了零和类时圆测地线。通过光学流形对零测地线的研究，得到了关于黑洞外时空和具有无水平致密天体的时空中的光环数的已知结果。通过等价的过程，我们可以对满足上述假设的给定时空的边缘稳定类时圆轨道（TCO）的数目给出类似的定理
2022-07-29 gr-qc
Test particle motion along equatorial circular orbits in the revisited Kerr-de Sitter spacetime
该研究分析再审视的Kerr-de Sitter时空中试验粒子的赤道圆轨道运动及本轮运动，推导相关物理量关系、轨道存在与稳定判及时空参数限制，并与标准Kerr-de Sitter几何结果对比。
2023-10-06 gr-qc
Possible connection between the reflection symmetry and existence of equatorial circular orbit
研究了广义相对论中真空定态轴对称时空的圆赤道轨道与赤道面上反射对称性之间的联系。研究了赤道圆轨道在垂直于赤道平面方向上的行为，讨论了反射对称存在和不存在时的不同结果。我们的结论是，在没有赤道反射对称性的情况下，无论是稳定的还是不稳定的圆轨道都不可能存在于赤道平面上。此外，为了解决观测方面，我们提供了两个可能的例子，引力波天文学和薄吸积盘，可以把对称性破缺参数的限制。
2021-06-10 astro-ph.HE gr-qc
Circular geodesics stability in a static black hole in new massive gravity
在新引力理论中研究了一族渐近AdS静态黑洞中圆测地线的存在性和稳定性。我们证明了这种测地线的存在性是由头发参数的符号决定的。对于一个积极的头发参数的稳定区域遵循通常的模式，与最内层的不稳定的零测地线从地平线上分离，其次是一个区域的不稳定的类时测地线，然后稳定的类时测地线在渐近区域中延伸。
2019-03-11 gr-qc hep-th
Rotating and charged Taub-NUT-(A)dS spacetimes on a 3-brane
在Randall-Sundrum II方案中，我们构造了3-膜上具有四维宇宙学常数的有效Einstein方程的新解.带电解是通过假设3-膜上存在局域麦克斯韦场而得到的。讨论了具有NUT参数的中性旋转膜世界时空中的类时圆测地线和零圆测地线，发现在赤道平面上不可能出现这种测地线。在非赤道平面上，负潮荷可以出现类时圆测地线，但我们没有找到数值结果来支持非赤道零圆测地线的存在。
2020-08-09 gr-qc
Separability of the Hamilton-Jacobi equation and equatorial circular photon orbit in Kerr-Sen-Taub-NUT spacetime
本文给出了Hamilton-Jacobi方程的加性分离，给出了测试粒子的4-速度，并试图在杂化弦论低能极限的Kerr-Sen-Taub-NUT（Kerrmann）解中找到赤道圆光子轨道（ECPO）.在试图寻找ECPO的过程中，我们遇到了一个可能在Kubert黑洞视界之外的环形奇点。
2022-01-11 gr-qc
Photon Emission from Circular Equatorial Kerr Orbiters
我们考虑单色和各向同性光子发射的圆形赤道克尔轨道器。我们推导出的解析表达式的光子逃逸概率和红移依赖的总通量收集在天球上的发射半径和黑洞参数的函数。这些计算至关重要地涉及到临界曲线，该曲线描绘了每个发射器天空中光子逃逸区域和光子捕获区域。这条曲线推广到有限的轨道半径通常的克尔临界曲线，并显示出有趣的功能，在高自旋的极限，我们通过发展一个微扰展开的极值。虽然最里面的稳定的圆形轨道似乎非常快速旋转的黑洞接近事件视界，我们发现，在这种制度下，光子逃逸概率趋于$5/12+1/(\sqrt{5}π)\arctan\sqrt{5/3}\approx54.65\%$。我们还得到了一个简单的公式，在天球，这是非零的流量分布。这证实了高自旋黑洞的近视界几何在原则上是可观测的。这些结果要求我们引入一种新型的近视界双标度极限。我们解释了在无穷远处观测到的总通量的下降是黑洞的印记：黑洞“咬”。
2020-11-15 gr-qc hep-th
Equatorial circular motion in a Kerr-like spacetime
本文利用含质量四极矩微扰的类克尔度规，研究了旋转致密天体周围光子和粒子的赤道圆周运动，分析了形变对光子球与最内稳定圆轨道的影响，并与哈特尔-索恩时空结果进行了比较。
2024-04-30 gr-qc
Existence and stability of circular orbits in static and axisymmetric spacetimes
本文研究了一般静态轴对称时空赤道面上类时和零圆轨道的存在性和稳定性。利用不动点方法，我们首先得到了类时CO不存在的一个充分必要条件。证明了在具有正ADM质量的渐近平坦SAS时空中，总存在大$ρ$的类时CO，并且这些类时CO是稳定的.同时也解决了类时CO稳定性的其它一些充分条件。然后，我们找到了空CO存在的充分必要条件。一般认为，SAS时空中类时CO的存在并不意味着空CO的存在，反之亦然，无论时空是否渐近平坦，ADM质量是否为正.然后，这些结果被用来显示类时CO的存在性和它们的稳定性在SAS Einstein-Yang-Mills-Dilaton时空的度量是不完全已知的。我们还利用这些定理推导出了某些已知SAS时空中类时CO和零CO的存在性。
2017-12-05 gr-qc
The Transition from Inspiral to Plunge for a Compact Body in a Circular Equatorial Orbit Around a Massive, Spinning Black Hole
对于质量为μ的致密天体，在环绕质量M>> μ的Kerr黑洞的圆形赤道轨道上，存在三种引力辐射反应诱导的内旋区域：（i）“绝热内旋区域”，在该区域内，天体通过一系列圆形测地线轨道逐渐下降。(ii)一个“过渡区”，靠近最内层的稳定圆轨道（isco）。(iii)“坍缩区”，即天体沿着测地线从略低于isco的地方进入黑洞的视界。本文给出了一个过渡区的分析处理，并表明，幸运的是，从过渡的引力波可能是可测量的空间为基础的LISA任务。
2000-03-08 gr-qc
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
Static stable timelike circular orbits and Aschenbach effect in horizonless solutions of Einsteinian cubic gravity
Shandong University of Science and Technology（山东科技大学）；Lanzhou University（兰州大学）
该研究在无视界解的爱因斯坦立方引力中发现静态稳定的类时圆轨道，并展示了艾舍巴赫效应及非单调速度依赖性。
2026-07-29 gr-qc
Off-equatorial stable circular orbits for spinning particles
在这篇文章中，我们研究一个自旋粒子以不同于赤道平面的恒定倾角围绕Kerr黑洞的运动。我们主要探讨在不同的自旋补充条件下稳定圆轨道的可能性。Mathission-Papapetrau方程在线性自旋近似的框架下得到了广泛的应用和求解。我们明确地表明，对于一个给定的自旋矢量的形式$S^{a} = \left(0,S^r,S^θ,0\right)$，存在一个独特的圆形轨道在$(r_c,θ_c)$定义的同时极小值的能量，角动量和卡特常数。这对应于位于非赤道平面上的最内稳定圆轨道（ISCO）。我们进一步证明了对于给定的自旋粒子，ISCO的位置（$r_c,θ_c$）依赖于自旋矢量的径向分量（$S^r$）和黑洞的角动量（$J$）.使用不同的自旋补充条件的影响进行了研究。
2018-09-20 gr-qc
Equatorial Circular Geodesics in the Hartle-Thorne Spacetime
本文研究了旋转源的四极矩对强场区中测试粒子运动的影响。为了这个目的，Hartle-Thorne度规，这是真空爱因斯坦场方程的近似解，描述了任何缓慢旋转，静止和轴对称的物体的外部，被使用。度规的精度给出了二阶项的身体的角动量，和一阶项的四极矩。我们给出了同样精度的Hartle-Thorne时空中赤道圆测地线的解析方程，并对它们进行了数值积分。
2013-06-20 gr-qc
Hidden symmetry group for particle orbits (timelike geodesics) in Schwarzschild spacetime
Department of Mathematics and Statistics, Brock University（布洛克大学数学与统计系）
本文通过逆用Noether定理，为Schwarzschild时空中类时测地线方程新发现的三个隐藏守恒量（LRL角、LRL Killing矢量时间和LRL固有时）提供了自然的对称性解释，并揭示了它们与Killing对称性一起构成完整的Noether对称群。
2026-10-19 gr-qc math-ph math.MP
Physical frames along circular orbits in stationary axisymmetric spacetimes
在时空中的任何类时世界线上都存在三种自然的标准正交标架，即Frenet-Serret标架、Fermi-Walker标架和平行输运标架。研究了稳态轴对称时空中类时圆轨道和黑洞时空中类时圆轨道的关系。
2014-08-20 gr-qc
ISCO, Lyapunov exponent and Kolmogorov-Sinai entropy for Kerr-Newman Black hole
计算了Kerr-Newman黑洞时空的主李雅普诺夫指数和Kolmogorov-Sinai（KS）熵，并利用这些指数研究了赤道圆测地线的稳定性和不稳定性.我们还证明了类时圆测地线的主李雅普诺夫指数和KS熵可以用最内层稳定圆轨道的径向方程来表示。另一方面，我们研究了在所有可能的围绕中心黑洞的圆测地线中，类时圆测地线比零圆测地线（光子球）具有最长的轨道周期，即T_{timelike} > T_{photon}。因此，类时圆测地线提供了绕克尔-纽曼黑洞旋转的最慢方式。事实上，任何稳定的类时圆测地线都比零圆测地线慢。
2012-12-23 gr-qc math-ph math.MP
Extended bodies with spin induced quadrupoles on circular equatorial orbits in Kerr spacetime
本文研究Kerr时空中自旋诱导四极矩的扩展测试体在圆赤道轨道上的运动，基于MPD方程，采用两种自旋补充条件，给出了轨道频率并建立了四速度-四动量关系。
2023-06-20 gr-qc
Stability under radiation reaction of circular equatorial orbits around Kerr black holes
研究了在引力辐射作用下，Kerr黑洞周围点粒子的微偏心赤道轨道的演化。我们的方法涉及数值积分的Sasaki-Nakamura方程。结果发现，这种轨道的偏心率减少，在整个大部分的螺旋，直到不久之前的最内稳定的圆形轨道（ISCO），当达到一个临界半径$r_{\text{crit}}$，超过该螺旋轨道的偏心率增加。结果表明，在这最后（离心率增加）阶段的螺旋剩余的轨道数是一个数量级少的快速旋转的黑洞周围的逆轨道比逆行轨道。在自旋参数为$a=1$的克尔黑洞的极端极限中，这个临界半径下降到黑洞的“咽喉”。
1998-05-29 gr-qc
Effect of magnetic fields on equatorial circular orbits in Kerr spacetimes
在这项工作中，我们分析了外部磁场对带电粒子在克尔时空赤道圆轨道的影响，无论是在黑洞和裸奇点的情况下。了解这些现象是非常重要的，因为赤道圆轨道是简单的吸积盘模型的关键组成部分。我们重点研究两种重要的磁场结构：a）与角动量一致的均匀磁场和b）偶极磁场。我们把注意力集中在这些外场对边缘有界和边缘稳定的赤道圆轨道的影响上，因为它们提供了关于可观测量的信息，这些信息可能有助于确定中心物体是黑洞还是裸奇点。使用微扰的方法，我们能够给出分析结果和比较（在黑洞的情况下）与以前的结果。
2013-07-05 astro-ph.HE gr-qc
On Geodesic Congruences and the Raychaudhuri Equations in $\textrm{SAdS}_4$ Spacetime
在这篇文章中，我们研究了（3+1）维时空中Schwarzschild-Anti-de Sitter度量中的测地线。我们调查类的边际约束测地线（类时和零），同时比较他们的行为与正常的史瓦西度量。使用$\textit{Mathematica}$，我们计算的剪切和旋转张量，以及其他组件的Raychaudhuri方程在这个度量，我们认为，边际约束类时测地线，在赤道平面上，总是有一个转折点，而他们的零类似物有至少一个家庭的测地线是未绑定的。我们还提出了相关的绘图的测地线和测地同余，在赤道平面。
2020-08-12 gr-qc
Radii of spherical timelike geodesics in Kerr-Newman black holes
本文研究Kerr-Newman黑洞中不同守恒能量粒子的赤道与极向球对称类时测地线，推导了γ=1时的半径解析解，分析了γ≠1时轨道的存在性、稳定性边界及ISCO解析公式。
2025-06-13 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
Dynamics of Charged and Rotating NUT Black Holes in Rastall Gravity
本文推广了文献[1]中Rastall引力下的Kerr-Newman-NUT黑洞解。本文主要讨论了黑洞的动力学，如事件视界、能面、ZAMO、热力学性质，以及围绕黑洞的赤道圆轨道，如静态半径极限、零赤道圆轨道和最内层稳定圆轨道。我们提出了NUT和Rastall参数如何影响黑洞的动态。
2019-08-27 gr-qc hep-th
A generalization of Ryan's theorem: probing tidal coupling with gravitational waves from nearly circular, nearly equatorial, extreme-mass-ratio inspirals
极端质量比螺旋（EMRI）和中等质量比螺旋（IMRI）-恒星质量物体螺旋进入大质量黑洞或其他大质量致密体的双星-分别是LISA和LIGO的引力波的重要来源。索恩推测，EMRI和IMRI的波原则上编码了（i）中心体的时空几何（度规），（ii）中心体和轨道物体之间的潮汐耦合（能量和角动量交换），以及（iii）演化的轨道要素的所有细节。芬坦·赖安（Fintan Ryan）给出了第一个部分证明，证明了这个推测是正确的：赖安将自己限制在接近圆形、接近赤道的轨道上，忽略潮汐耦合，证明了中心体的度量是在波中编码的。本文推广了Ryan定理。保留瑞安的限制，近圆形和近赤道轨道，并放弃假设没有潮汐耦合，我们证明索恩的猜想几乎是完全正确的：波编码不仅中心体的度量，但也不断发展的轨道要素和（在某种意义上略有不同索恩的猜想）不断发展的潮汐耦合。
2007-02-28 gr-qc
Equatorial Circular Motion of Charged Test Particles in a Weakly Magnetized Taub--NUT Background
Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Hasanuddin University（哈桑努丁大学数学与自然科学学院物理系）
研究弱磁化Taub--NUT黑洞中带电测试粒子在赤道面上的约束圆周运动，分析磁场B和Manko-Ruiz参数C对ISCO半径的影响。
2026-05-25 gr-qc
Precession of timelike bound orbits in Kerr spacetime
对S星的天体测量观测为探索人马座-A *（Sgr-A*）的性质提供了一个独特的机会。有鉴于此，理解粒子围绕大质量中心物体的类时束缚轨道的性质和行为变得很重要。现在我们知道，史瓦西黑洞不允许S星的负进动，而裸奇点时空则允许束缚类时轨道的正进动和负进动。在这种情况下，我们研究了克尔时空几何中测试粒子的近日点进动。考虑到一些近似，我们研究了Kerr时空中测试粒子的类时束缚轨道是否可以有负进动。在本文中，我们只考虑低偏心类时赤道轨道。基于这些考虑，我们发现在Kerr时空中，类时束缚轨道的负进动是不允许的。
2020-07-23 gr-qc
Maximum Observable Blueshift from Circular Equatorial Kerr Orbiters
在黑洞的事件视界附近的时空区域可以被看作是一个深势阱，相对于遥远的观测者具有大的引力红移。然而，在这一区域内运行的物质以相对论的速度运动，可以对其电磁辐射产生显著的多普勒频移，有时会导致在无穷远处观察到净蓝移。因此，一个黑洞将其附近单色光源的线辐射扩展成一个平滑衰减的“红翼”--其通量在大红移处消失--以及一个“蓝刃”，它将有限的通量保持到对应于最大可观测蓝移的尖锐边缘。本文研究了各向同性单色辐射源在Kerr黑洞赤道圆轨道上产生的蓝刃，得到了最大蓝移如何编码黑洞自旋和倾角的简单关系式。我们发现，最大蓝移的小值产生一个很好的探针的倾斜，而较大的值提供强有力的限制自旋或倾斜方面的其他。这些结果与正在进行的和未来的观测直接相关，这些观测旨在从周围谱线发射的加宽来推断超大质量黑洞的角动量。
2020-09-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Circular geodesic orbits in the equatorial plane of a charged rotating disc of dust
本文研究带电旋转尘埃盘外部时空中中性试验粒子的赤道圆形测地轨道，推导出适用于一般渐近平坦轴对称稳态反射对称电真空时空的角速度、比能量和比角动量闭合公式，并比较了其与Kerr-Newman黑洞附近圆周运动的异同。
2024-08-28 gr-qc
Gyroscope precession along general timelike geodesics in a Kerr black hole spacetime
利用时空的几何性质分析了克尔时空中沿一般测地线运动的陀螺仪的岁差角速度。沿陀螺仪世界线的自然框架被明确地构造为适合于基本观察者的提升框架。一个新的几何描述马克的建设一个平行传播的正交框架沿一般测地线，确定和澄清的特殊作用所发挥的卡特家庭的观察员在这个一般的情况下，从而延长以前的讨论赤道平面的情况下。
2017-03-28 gr-qc
Timelike Geodesics of Regular Black Holes with Scalar Hair
Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）
研究了由标量场支撑的正则黑洞中的类时间测地线，分析了标量电荷对轨道特性的影响，包括ISCO位置和摄动修正。
2026-10-07 gr-qc hep-th
Equatorial circular motion in Kerr spacetime
分析了中心质量旋转时，其引力场由Kerr时空描述时，其赤道面上的测试粒子圆轨道的性质。对于旋转的黑洞和裸奇点，我们探索所有的空间区域，圆形轨道可以存在，并分析相应的测试粒子的能量和角动量的行为。特别是，我们发现所有的半径，在该半径处的测试粒子可以有零角动量由于排斥引力效应产生的裸奇点。对圆轨道的稳定区进行了分类。结果表明，黑洞稳定区的几何结构与裸奇点完全不同。
2011-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Equatorial orbits and imaging of hairy cubic Galileon black holes
在立方Galileon理论中研究了一族多毛黑洞的类时赤道轨道.这些包括旋转概括的静态黑洞度量支持一个依赖于时间的标量场。根据耦合和旋转，测地线的性质偏离广义相对论。特别是，它被发现，稳定的圆测地线只存在于低于临界耦合，这是关系到最外层的稳定圆轨道的存在。聚焦于强场区域，还产生了吸积盘的图像，以突出在对超大质量黑洞进行进一步精确观测时会限制模型的趋势。
2022-01-26 gr-qc
Light rings, timelike circular orbits and curvature of traversable wormholes
本文利用二维投影度规的测地曲率与高斯曲率，分析球对称渐近平坦虫洞中光环和类时圆轨道的存在性及稳定性，并应用于多类典型虫洞。
2025-05-13 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
Geodesic motion around a distorted static black hole
本文研究了扭曲Schwarzschild黑洞的测地线运动。我们考虑类时测地线和零测地线，这是局限于黑洞的赤道平面。如果畸变场只有偶的内部多极矩，并且场关于赤道面对称，则这种测地线一般存在。我们专注于由四极外尔矩定义的扭曲的情况下。对赤道类时测地线的有效势的分析表明，在黑洞外的有限稳定轨道只对$q\in(q_{\text{min}}, q_{\text{max}}]$是可能的，其中$q_{\text{min}}\approx-0.0210$和$q_{\text{max}}\approx2.7086\times10^{-4}$，而对于零赤道测地线，在黑洞外的有限稳定轨道只对$q\in[q_{\text{min}},0)$是可能的.此外，对于$q\in(q_{\text{min}},0)$，最内层稳定圆轨道（ISCO）比未畸变的Schwarzschild黑洞更靠近畸变的黑洞视界，而对于$q=q_{\text{min}}$，存在零ISCO.这些结果表明，一个负的和足够小的四极矩的外部扭曲倾向于稳定大质量粒子和光的运动。
2015-12-04 gr-qc
The Analytical Solutions of Equatorial Geodesic Motion in Kerr Spacetime
本研究提供Kerr时空中赤道类时测地线（含束缚轨道）的显式解析解，确定了逆行-顺行转变位置，并发现负能量轨道保持顺行、顺行边缘偏转测地线可穿越能层等特性。
2024-02-04 gr-qc
Modeling the horizon-absorbed gravitational flux for equatorial-circular orbits in Kerr spacetime
本文提出了一个改进的克尔黑洞赤道面圆轨道小天体视界吸收引力波能流的解析模型。后牛顿（PN）理论通过轨道频率中的泰勒展开提供了吸收通量的多极分量的分析描述。在以前工作的基础上，我们构造了一个模式的模式分解的吸收通量的泰勒展开同意目前的PN结果。这种因式分解的形式显着提高了与频域Teukolsky代码，通过一系列的圆形轨道的光子轨道的演变得到的数值结果的协议。我们执行的模型和数值数据之间的比较无量纲克尔自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$和频率高达光环的克尔黑洞。我们提出的模型强制在轨道频率等于地平线的频率，如微扰理论所预测的通量中存在零。它还再现了光环附近通量的预期发散。泰勒展开的PN通量都没有捕获到这些特征。我们提出的吸收通量也有助于改进小质量比二元系统的螺旋、合并和衰荡模型。
2013-05-09 gr-qc
Comparing effective-one-body and Mathisson-Papapetrou-Dixon results for a spinning test particle on circular equatorial orbits around a Kerr black hole
本文比较了旋转黑洞赤道圆轨道上自旋测试粒子的MPD形式与EOB哈密顿量，发现两者在Schwarzschild背景下通量无差异，而在Kerr背景下大正自旋时差异最大，为改进EOB辐射反应提供了基础。
2024-12-20 gr-qc
Innermost Stable Circular Orbit of a Spinning Particle in Kerr Spacetime
研究了Kerr时空中自旋试验粒子圆轨道的稳定性。我们发现一些圆形轨道在垂直于赤道平面的方向上变得不稳定，尽管在径向上轨道仍然是稳定的。对于大自旋情形（$S < \sim O（1）），在赤道面有效势最小值消失之前，出现了最内层稳定圆轨道（ISCO）。这改变了ISCO的半径，然后改变了最后一个圆形轨道的频率。
1997-12-26 gr-qc
Fast Evolution and Waveform Generator for Extreme-Mass-Ratio Inspirals in Equatorial-Circular Orbits
在本文中，我们讨论了一个快速和准确的波形模型的准圆轨道演化的极端质量比吸气（EMRI）的发展。该模型简单地采用了一些数值Teukoulsky的能量通量和波形的数据，以拟合出一组多项式的整个通量和波形。这些多项式在整个演化域都是足够精确的，并且比再膨胀后牛顿（PN）能流和波形精确得多，特别是当黑洞的自旋变大时.我们采用的动力学方程的轨道革命是有效的单体（EOB）形式主义。由于公式的简化，用我们的多项式计算轨道演化的效率也优于传统的用图解的PN解析通量的方法。该模型可用于计算激光干涉空间天线（eLISA）等引力波探测器的EMRI波形模板。
2016-09-22 gr-qc
Equatorial circular orbits of neutral test particles in the Kerr--Newman spacetime
我们提出了一个详细的分析的轨道圆周运动的电中性测试粒子的赤道平面上的克尔-纽曼时空。指出了在黑洞和裸奇点源情况下运动的许多细节。我们确定了四种不同类型的轨道区域，这取决于轨道角动量的属性，并定义了四种不同的裸奇点，根据源的荷质比的值。结果表明，一个特定类型的反向旋转的测试粒子的存在下是足够的唯一识别裸奇点。指出稳定区的结构可以用来区分黑洞和裸奇点。
2013-07-13 astro-ph.HE gr-qc
A Note on Geodesics in Hayward Metric
研究了Hayward提出的非奇异黑洞度规中的类时测地线和零测地线。该度规包含一个附加的长度尺度参数$\ell$，在大半径处接近史瓦西度规，而在小半径处接近一个常数，从而解决了奇异性。我们列出了类时测地线和零测地线的$\ell$的各种临界值：视界、边缘稳定圆轨道和光子球存在的临界值。我们发现，即使视界不存在，光子球也存在;如果光子球不存在，则会出现两个边缘稳定的圆轨道;对于一定范围的$\ell$，光子存在一个稳定的圆轨道。我们将黑洞的图像可视化，发现即使没有光子球，枯萎环也会出现。
2017-04-03 gr-qc hep-th
The Jacobi-metric for timelike geodesics in static spacetimes
它表明，在静态时空中运动的大质量粒子的自由运动给出了一个能量依赖的黎曼度量的测地线的空间截面类似于经典动力学中的雅可比度量。在无质量极限下，雅可比度规与能量无关的费马度规或光学度规一致。对于定态度规，已知无质量粒子的运动由能量无关的朗纳斯型芬斯勒度规的测地线给出。大质量粒子的运动既不受黎曼度规的支配，也不受芬斯勒度规的支配。本文描述了在Schwarschild黑洞视界外运动的大质量粒子的Jacobi度规的性质。在无质量的情况下，赤道截面的高斯曲率并不总是负的。
2015-09-09 gr-qc hep-th math-ph
Lyapunov Exponent and Charged Myers Perry Spacetimes
计算了荷电Myers Perry黑洞时空的真时李雅普诺夫指数，并利用该指数研究了赤道圆测地线（包括类时和零）的不稳定性.我们还证明了对于四维以上的时空$(N \geq 3)$，在荷电Myers Perry黑洞中存在\emph{no}最内层稳定圆轨道（ISCO）.我们进一步表明，在所有可能的圆形轨道，类时圆形轨道的\emph{longer}轨道周期比零圆形轨道（光子球）的渐近观测。因此，类时圆形轨道使\emph{slowest way}绕带电的Myers Perry黑洞运行。
2013-06-10 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Timelike orbits around accelerating black holes
本文研究了加速Schwarzschild黑洞周围大质量粒子的测地线，发现加速度不仅改变最内稳定圆轨道半径和角动量，还引入最外稳定圆轨道和类似排斥力的径向运动，并影响近日点进动。
2023-06-25 gr-qc hep-th
Asymptotic gravitational wave fluxes from a spinning particle in circular equatorial orbits around a rotating black hole
本文提出了一种新的计算方法，计算了在Kerr黑洞赤道圆轨道上{ \it自旋}粒子发射的渐近引力波能流。粒子动力学计算在极-偶极近似，解决Mathisson-Papapetrou方程与Tulczyjew自旋补充条件。通量的计算，第一次，通过求解2+1 Teukolsky方程在时域中使用双曲面和地平线穿透坐标。用$M$表示黑洞质量，用$μ$表示粒子质量，我们涵盖了无量纲背景自旋$a/M=(0,\pm0.9)$和无量纲粒子自旋$-0.9\leq S/μ^2 \leq +0.9$。我们的结果跨越轨道的Boyer-Lindquist坐标半径$4\leq r/M \leq 30$，值得注意的是，我们调查的强场制度，在某些情况下，甚至超出了最后的稳定轨道。我们确认，数值，田中{ \it等人}。[物理学]修订版本\ D 54，3762] 2.5阶精度的后牛顿（PN）预言的旋转粒子在圆形赤道轨道的引力波通量：我们发现一个明确的趋势PN预言的数值结果时$r$是大的。在$r/M=30$，在所有测试情况下，全部数值通量（近似为模式$m=1,2,3$的总和）与PN预测之间的分数一致性为$\lesssim0.5\%$。这接近我们的分数数值精度（$\sim 0.2\%$）。对于较小的半径，2.5PN预测和数值结果之间的协议逐渐恶化。我们的数值数据对于开发2.5PN分析通量的适当恢复表达式至关重要，以便提高其在强…
2019-08-07 gr-qc
Extreme Mass-Ratio Inspirals in the Effective-One-Body Approach: Quasi-Circular, Equatorial Orbits around a Spinning Black Hole
我们构建了适用于数据分析的有效单体波形模型与LISA的极端质量比inspirals准圆形，赤道轨道的旋转超大质量黑洞。我们的模型的准确性是通过比较频域，Teukolsky为基础的波形在辐射近似。在能量通量中的八个高阶后牛顿参数的校准足以在2个月和6个月之间的时间内分别获得优于1弧度和1%的相位和分数振幅一致性，这取决于所考虑的系统。根据系统的不同，该协议在4到9个月的时间内转化为高于97%的匹配率。如果包括更多的校准参数，则可以获得更好的一致性。有效单体哈密顿量和辐射反应中的高阶质量比项在一年的演化中引入了至多30弧度的相位修正。这些修正通常比小天体在一年演化中的自旋所引起的修正大一个数量级。这些结果表明，极端质量比吸气的有效单体方法是一个很好的折衷精度和计算成本LISA数据分析的目的。
2010-09-29 gr-qc
Quasinormal ringing of Kerr black holes. III. Excitation coefficients for equatorial inspirals from the innermost stable circular orbit
Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，大萨索国家实验室）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究了Kerr黑洞最内稳定圆轨道上点粒子坠落时激发的准正常模式，发现高阶泛音和高阶模式在快速旋转黑洞中更为显著。
2025-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Metric perturbations of Kerr spacetime in Lorenz gauge: Circular equatorial orbits
本研究用新变量分离法构建克尔时空赤道圆轨道致密天体的洛伦兹规范度规微扰，经2+1D时域代码验证一致，可支持未来高精度二阶自力计算，还可推广至其他轨道。
2024-06-01 gr-qc
Gravitational Self-Force Correction to the Innermost Stable Circular Equatorial Orbit of a Kerr Black Hole
对于质量为μ的自引力粒子在质量为M >> μ的Kerr黑洞周围的轨道，我们计算了由于作用在粒子上的引力自引力保守部分引起的最内层稳定圆赤道轨道（ISCEO）频率的O（μ/M）移动.我们的治疗是基于哈密顿制定的动力学在测地线运动在一定的局部定义的有效光滑时空。我们使用所谓的二元黑洞力学第一定律恢复了相同的结果。我们给出了作为黑洞自旋振幅函数的ISCEO频移的数值结果，并与基于后牛顿近似和有效单体模型的预测进行了比较。我们的结果提供了一个精确的强场基准自旋效应在广义相对论两体问题。
2014-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Robust topological invariants of timelike circular orbits for spinning test particles in black hole spacetimes
College of Physics Chengdu University of Technology（成都理工大学物理学院）
研究自旋测试粒子在黑洞时空中的时状圆轨道拓扑不变量，发现其拓扑结构与自旋无关，为引力波形解释提供拓扑基础。
2026-02-02 gr-qc
