Superradiant instabilities by accretion disks in scalar-tensor theories
我们研究了标量张量引力理论中的超辐射不稳定性，其中黑洞外的物质为引力扇区的标量自由度提供了有效质量。我们讨论了这种效果的任意旋转的黑洞和现实的模型截断薄和厚的吸积盘（其中的扰动方程是不可分离的），特别注意热日冕流在附近的黑洞的作用。该系统在性质上类似于广义相对论中等离子体驱动的超辐射不稳定性现象。尽管如此，我们表明，在广义相对论中阻碍等离子体驱动的超辐射不稳定性的效率的障碍可以绕过标量张量理论。我们发现了一个广泛的参数空间，超辐射不稳定性可以触发在现实的情况下，并讨论了标量张量理论施加这种影响的约束。特别是，我们认为，存在的高度旋转吸积黑洞是在紧张局势与一些标量张量的替代品的暗能量，例如屏蔽的介子模型。
2022-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant instability of dyonic Reissner-Nordstrom black holes
研究了双荷双子Reissner-Nordström（dRN）黑洞在带电质量标量扰动下的超辐射不稳定性.通过对渐近标量势和远区波函数的分析，得到了存在陷阱阱的两个条件。很明显，超辐射不稳定性在dRN黑洞中是不允许的，因为捕获阱的条件与超辐射条件不相容。
2022-10-11 gr-qc hep-th
Dark magnetohydrodynamics: Black hole accretion in superradiant dark photon clouds
本研究将广义相对论磁流体动力学方程扩展至暗光子成分，通过全数值相对论求解耦合系统，首次探讨了超辐射暗光子云与黑洞吸积流的相互作用，发现耦合强度会增强风发射并引发盘内振荡模式。
2024-06-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Analytical study of superradiant instability for five-dimensional Kerr-Gödel black hole
在五维最小超引力理论下，研究了旋转渐近哥德尔黑洞（Kerr-Gödel黑洞）的超辐射不稳定性.通过求解标量场微扰的Klein-Gordon方程的匹配渐近展开方法，我们证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。这意味着超辐射模的不稳定性越来越大。这种不稳定性的原因是渐近无穷远的Dirichlet边界条件，这与反德西特（AdS）时空中旋转黑洞的边界条件相似。
2013-01-23 gr-qc hep-th
Superradiant instability of the charged scalar field in stringy black hole mirror system
结果表明，带电弦黑洞中的标量场的质量永远不能在事件视界外产生一个势阱来捕获超辐射模。这就是说，带电弦黑洞对大质量带电标量扰动是稳定的。本文研究了带电弦黑洞背景中无质量标量场在类镜边界条件下的超辐射不稳定性。用渐近匹配法导出了非稳定超辐射模的解析表达式。同时指出，当标量场的$q$较大时，黑洞镜系统变得极不稳定，而镜半径$r_m$较小.
2014-12-04 gr-qc
Superradiant instability of massive vector fields around spinning black holes in the relativistic regime
研究了在测试场极限下旋转黑洞周围的大质量矢量场（Proca场）的超辐射不稳定性。这是由于天体物理学黑洞的观测可能会探测到超轻玻色子的存在。通过利用时域模拟，我们表征的增长率，频率，空间分布，和其他属性的不稳定模式，包括在政权的黑洞是快速旋转和康普顿波长的Proca字段是可比的黑洞半径。我们发现，在这个政权的相对论效应增加的范围Proca群众是不稳定的，以及最大的不稳定率。我们还研究了由这种不稳定性产生的引力波，发现它们比大质量标量场的情况要强得多。
2017-07-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Near-horizon microstructure and superradiant instability of black holes
超轻玻色子作为暗物质的重要候选者，由于超辐射不稳定性，可以在旋转的黑洞（BH）周围凝聚形成长寿命的"玻色子云“。玻色子-BH系统可以通过引力波探测进行观测，可能成为寻找超轻玻色子踪迹的新窗口。在这封信中，我们探讨的超辐射不稳定性的BH从近地平线的微观结构的影响。通过引入BH视界附近的反射参数，得到了玻色云能级和超辐射不稳定性特征频率的修正解析结果。我们的结果暗示了玻色子-BH系统及其发射的引力波的演化将受到BH的近视界物理的影响。
2021-09-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Superradiant instability of extremal brane-world Reissner-Nordström black holes to charged scalar perturbations
研究了极端膜世界Reissner-Nordström黑洞在大质量带电标量扰动下的稳定性。我们发现，类似于四维的情况下，超辐射放大可以发生在膜世界带电孔。更有趣的是，我们发现当时空维度大于4时，在膜世界黑洞之外会出现一个俘获势阱。这个势阱是额外维度效应，在四维空间中不存在。它触发了极端膜世界带电空穴的超辐射不稳定性。
2013-06-04 gr-qc hep-th
Superradiant instability and charged scalar quasinormal modes for $2+1$-dimensional Coulomb-like AdS black holes from nonlinear electrodynamics
本文研究了$2+1$维类库仑AdS黑洞背景中带电标量场的传播，并证明了这种传播在Dirichlet边界条件下是不稳定的。而所有的不稳定模都是超辐射模，所有的稳定模都是非超辐射模，符合超辐射条件。主要是，我们表明，当标量场是带电的准正规频率（QNF）总是复杂的，相反的不带电的情况下，在小的值的黑洞电荷的复杂QNF占主导地位，而对于较大的值的黑洞电荷的纯虚QNF占主导地位。
2021-07-19 gr-qc
Superradiant instability in slowly rotating Kerr-Newman black holes
研究了慢转Kerr-Newman（sKN）黑洞在带电质量标量扰动下的超辐射不稳定性。这些黑洞更像是Reissner-Nordström黑洞，而不是Kerr-Newman黑洞。本文计算了低频极限下有质量标量超辐射散射的负吸收截面。从标量势分析中，我们发现在sKN黑洞中不允许超辐射不稳定性，因为俘获阱的条件与超辐射条件不相容。然而，如果sKN黑洞被放置在反射腔内，能量提取的速率可能会呈指数增长。最后，通过对渐近标量势和波函数的分析，得到了sKN黑洞中陷阱阱具有准束缚态的条件。
2022-06-12 gr-qc hep-th
Analysis on superradiant instability of charged dilaton Black Hole
在这篇文章中，添加了一个新的变量y（$μ=yω$）来扩展上面文章的结果。我们得到一个非常紧凑的共振公式。当y为一定极限时，方程的有效势存在于极点，势阱出现在事件视界外，此时${e}^{-4αΦ/(n-1)}\sqrtα Q \ll r_{+}\ll 1 / (\frac{4}{n-1}y) $，所以荷电扩张黑洞此时是超辐射不稳定的。
2022-02-22 gr-qc
Scalar field perturbation around a rotating hairy black hole: quasinormal modes, quasibound states and superradiant instability
本文研究带Horndeski毛的旋转黑洞在标量场扰动下的准正规模式、准束缚态与超辐射不稳定性，通过矩阵方法计算本征频率，并在参数空间中给出稳定性判据图。
2023-10-08 gr-qc
The superradiant instability spectrum of the hydrodynamic vortex model
本文解析研究了流体动力学涡旋模型的超辐射不稳定性，推导出表征其声学模式长波长动力学的复共振频率的紧凑解析公式。
2023-12-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant instability of area quantized Kerr black hole with discrete reflectivity
本文研究了面积量子化Kerr黑洞周围大质量标量场的超辐射不稳定性，发现离散反射率使超辐射模式仅在特定质量范围内存在，且面积量子化可终止或抑制玻色云形成。
2025-05-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Scalar clouds and the superradiant instability regime of Kerr-Newman black hole
本文研究了由大质量带电标量场与带电旋转Kerr-Newman黑洞线性耦合组成的物理系统。给定黑洞的参数和一组特定的“量子”数，用3条简单的约束线和标量云存在线将标量场的参数空间划分为5个分区。在这些分区的系统的物理性质。结果表明，超辐射不稳定性可能只在两个分区中产生。特别是，它示出的标量云的质量和电荷都有界在一个有限的区域。我们的结果可用于快速判断超辐射不稳定性的可能性和黑洞周围标量云的存在。
2016-06-28 gr-qc
Superradiant instability and asymptotically AdS hairy black holes in $F(R)$-charged scalar field theory
研究了AdS时空中$F(R)$ -Maxwell黑洞的超辐射现象。AdS边界扮演着镜子的角色，并提供了一个自然的限制系统，使超辐射波在视界附近的区域和反射边界之间来回反弹，导致可能的超辐射不稳定性。我们获得的数值解静态毛茸茸的黑洞在这种情况下，并研究其不稳定性，明确解决这些解决方案的稳定性，在特定条件下的标量电荷和AdS半径的球形扰动。结果表明，对于一个小的标量电荷或AdS半径的静态多毛的解决方案是稳定的球形扰动。我们的结论是，在这样的条件下，新的毛茸茸的黑洞出现的超辐射不稳定性的系统的一个可能的终点。
2020-05-26 gr-qc hep-th
Numerical study of superradiant instability for charged stringy black hole-mirror system
数值研究了在类镜边界条件下带电弦黑洞背景中带电无质量标量场的超辐射不稳定性。我们比较了数值结果与以前的分析结果，并显示了这种不稳定性的依赖于各种参数的黑洞电荷$Q$，标量场电荷$q$，和镜半径$r_m$。特别地，我们观察到BQN频率的虚部随着标量场电荷$q$的增加而迅速增长。
2014-12-04 gr-qc hep-th
Scalarization and superradiant instability of black hole induced by dark matter halo in the scalar-tensor theory of gravity
The University of Tokyo（东京大学）
研究标量-张量引力中，暗物质晕环绕的黑洞是否会出现标量化或超辐射不稳定性，发现小晕时晕的大小和质量影响强度，大晕时耦合常数影响更强。
2025-05-27 gr-qc
Gravitational radiation from an axion cloud around a black hole: Superradiant phase
基于超轻质量弦轴子的可能存在，我们研究了旋转黑洞周围轴子云的引力辐射。轴子云通过超辐射不稳定性吸收黑洞的旋转能量，同时通过发射引力波（GW）损失能量。本文将引力波视为固定背景时空上的微扰，导出能量发射率。对于轴子的康普顿波长远大于BH半径的情况，我们给出了一个解析的近似公式，然后，给出了没有近似的数值结果。通过GW发射的轴子云的能量损失率原来是小于通过超辐射不稳定性的轴子云的能量增益率，直到非线性的自相互作用的轴子变得重要。特别是，轴子玻色诺瓦必须发生在超辐射不稳定性的最后阶段。
2013-12-09 gr-qc hep-ph hep-th
The superradiant instability regime of the spinning Kerr black hole
自旋克尔黑洞是已知的超辐射不稳定的大规模标量扰动。本文证明了组合Kerr-black-hole-massive-scalar-field系统的不稳定性区域由无量纲不等式$Mμ< m \cdot \sqrt{{{2(1+γ) (1-\sqrt{1-γ^2}) - γ^2} \over {4γ^2}}}$从上到下有界，其中$\{μ,m\}$分别是标量场的真质量和方位调和指数，$γ\equiv r_-/r_+$是黑洞视界半径之间的无量纲比值.进一步证明了{ \it解析}导出的自旋Kerr黑洞超辐射不稳定区的上界与最近{ \it数值}计算的不稳定共振谱一致。
2016-06-07 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant instability of D-dimensional Reissner-Nordström black hole mirror system
研究了D维Reissner-Nordström（RN）黑洞背景中由镜面边界条件引起的带电无质量标量场的超辐射不稳定性.利用渐近匹配法求解控制标量场动力学的Klein-Gordon方程，导出了盒状准正规频率的复分量的表达式，并证明了它们在超辐射区是正的。这表明在被镜面包围的D维Reissner-Nordström（RN）黑洞中，带电标量场是不稳定的.计算该系统的盒状拟正规频率的数值工作仍有待于进一步的研究。
2015-03-23 gr-qc
Superradiant instability of dyonic black holes in string theory
当标量波扰动被带电或旋转的黑洞适当地散射时，反射的标量波的能量可能被放大。这是一个超辐射过程。如果这种放大过程能够通过一定的限制机制来回发生，将会导致黑洞的强不稳定性。本文在弦论中研究了一类特殊的双子黑洞的超辐射稳定性。虽然双音黑洞与带电RN黑洞具有相似的时空度规，但由于双音黑洞的磁荷与带电标量波的耦合，双音黑洞比RN黑洞更不稳定.我们在双子黑洞和带电质量标量扰动的参数空间中发现了两个超辐射稳定区域。
2020-09-05 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
Matter around Kerr black holes in scalar-tensor theories: scalarization and superradiant instability
在标量-张量引力理论中，在电真空中静止的、渐近平坦的黑洞可以用克尔-纽曼解族来描述，就像在广义相对论中一样。我们发现，存在两种机制，可以使克尔黑洞不稳定时，物质存在于附近的黑洞，因为这会导致有效质量的标量。第一种机制是当有效质量平方为负时出现的快子不稳定性，引发标量头发的发展-“自发标量化”的黑洞版本。第二种不稳定性与超辐射有关，当有效质量的平方为正值，并且当黑洞自旋超过某个阈值时，就会出现这种不稳定性。第二种机制也是标量波超辐射散射的共振效应的原因，其放大因子高达10^5或更高。
2014-01-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant instability of Kerr-de Sitter black holes in scalar-tensor theory
本文详细研究了标量张量引力中超辐射导致Kerr-de Sitter黑洞不稳定性的机制。我们的结果为研究具有宇宙学常数的天体物理黑洞中的标量张量引力提供了更多的线索。我们还讨论了在deSitter背景下的自发标量化，发现这种不稳定性也可以以一种特殊的形式发生在球形deSitter位形中。
2014-07-17 gr-qc hep-th
Superradiant instability of a charged regular black hole
本文研究带电 ABG 正则黑洞的超辐射不稳定性，发现带电大质量标量场可形成指数增长的准束缚态，并估计最多约 20% 黑洞质量可转移至标量场，推测黑洞最终会带有带电标量毛。
2024-05-31 gr-qc
Time domain analysis of superradiant instability for the charged stringy black hole-mirror system
证明了带电弦黑洞在大质量带电标量场的扰动下是稳定的。而在带电弦黑洞和标量场的组合系统中加入类镜边界条件，则可以产生超辐射不稳定性。用解析和数值方法计算了不稳定的盒状准正规模。在本文中，我们进一步提供了一个时域分析，通过执行长时间演化的带电标量场配置的背景下的带电弦黑洞的镜像边界条件。采用Eddington-Finkelstein坐标系导出演化方程，采用伪谱方法和四阶Runge-Kutta方法对初始高斯波包的标量场进行演化。我们的数值方案表明，傅里叶变换的演变数据吻合得很好，从频域分析计算的不稳定模式。快速增长模的存在使带电弦黑洞成为研究超辐射不稳定性非线性发展的良好实验场。
2015-06-18 gr-qc
Quasibound States and Superradiant Instability of Black Hole in Analog Gravity
本文用结合VBK方法的连分数法研究光子流体类比旋转黑洞中有质量标量场的QBS谱与超辐射不稳定性，揭示绕数符号影响并确定$m=1$时的临界角速度及最大不稳定性。
2025-09-28 gr-qc
Superradiant instability of a massive scalar on the Kerr spacetime
研究了Kerr黑洞在大质量标量扰动下的超辐射不稳定性。当对大的$r$展开标量势$V_K(r)$时，我们得到一个势$V_i(r)$。用牛顿势$V_1(r)$和远区势$V_2(r)$研究超辐射不稳定性，用$V_3(r)$研究中性粒子绕Kerr黑洞运动时的测地线势$V_{gK}(r)$.因此，采用$V_{gK}(r)$来固定分离常数。通过对牛顿势$V_1(r)$和由$V_2(r)$得到的远区波函数的分析，得到了Kerr黑洞中陷阱阱具有准束缚态的条件.另一个条件，没有陷阱阱（一个微小的井）被发现产生一个渐近的束缚态。最后，我们讨论了势阱位于渐近区的超轻玻色子。
2022-07-03 gr-qc hep-th
Superradiant Instability of Extremal Black Holes in STU Supergravity
研究了STU超引力模型中极端多电荷静态黑洞的超辐射（不）稳定性，当所有电荷相等时，极端多电荷静态黑洞退化为RN黑洞。我们首先证明了准束缚态的频率必然是复的，并得到了相应的超辐射条件。然后，我们研究了与带电标量场径向函数相关的类薛定谔方程的有效势。我们发现，陷阱阱的配置可以出现一个单峰或双峰。我们数值计算得到了相应的不稳定准束缚态，组织下的泛音数，以及如何带电黑洞偏离RN黑洞。我们发现，STU黑洞是超辐射不稳定的，只要不是所有的电荷是平等的，这表明极端RN黑洞的超辐射稳定性是一个微调的结果，在STU超引力模型的框架。
2021-10-28 gr-qc hep-th
Impact of multiple modes on the black-hole superradiant instability
质量范围为$\sim (10^{-20}-10^{-11})\,{\rm eV}$的超轻玻色子场可以触发超辐射不稳定性，从质量为$M\sim(5,10^{10})M_\odot$的天体物理黑洞中提取能量和角动量，在其周围形成非球形的旋转凝聚体。通过研究准绝热近似下多模数据的演化，我们发现，动力学是更丰富的，强烈依赖于种子的能量，模式之间的相对振幅，和引力耦合。如果种子能量是黑洞质量的百分之几，那么一个被振幅相当的超辐射和非超辐射模式的混合物包围的黑洞可能不会经历超辐射不稳定阶段，这取决于玻色子质量的大小。如果种子能量较小，如在量子涨落引发的不稳定性的情况下，非超辐射模式的影响可以忽略不计。我们讨论了这些研究结果的影响，目前的约束超轻领域的电磁和引力波观测。
2019-09-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Charged Superradiant Instability of Spherically Symmetric Regular Black Holes in de Sitter Spacetime: Time- and Frequency-Domain Analysis
Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）
研究了在de Sitter时空中的Ayón-Beato-García-de Sitter黑洞在无质量带电标量扰动下的超辐射不稳定性，发现只有ℓ=0的球对称模式会发生不稳定性，而渐近平坦的ABG黑洞在无质量极限下保持稳定，突显了宇宙学视界在提供约束边界中的关键作用。
2026-01-31 gr-qc
Superradiant instability of the Kerr brane
我们考虑克尔膜的线性引力扰动，四维以上真空爱因斯坦方程的精确解和弦论的低能解。通过对横向Ricci平坦空间张量调和函数中的扰动进行分解，证明了Kerr膜的张量型和矢量型度量扰动分别满足四维Kerr空间上的质量Klein-Gordon方程和Proca方程，其中质量项与调和函数的本征值成正比.在克尔黑洞中，大质量玻色子场引发了一种著名的超辐射不稳定性。因此，我们建立了在$D\geq6$维的克尔膜是引力不稳定的，由于超辐射。这些解对于Gregory-Laflamme不稳定性来说也是不稳定的，我们讨论了两种不稳定性发生的条件以及它们相当不同的性质。当横向维度被紧化并且比克尔视界小得多时，只存在超辐射不稳定性，其时间尺度比动力学时间尺度长得多。利用四维黑洞线性微扰研究的最新进展，我们的形式也可以用来讨论其他类型的高维黑天体。
2015-07-25 gr-qc hep-th
Exact Regions of Superradiant Instability of Kerr-Newman Black Holes and Massive Scalar Fields
National Institute of Physics, University of the Philippines Diliman（菲律宾大学迪利曼分校国立物理研究所）
使用VBK方法精确确定了Kerr-Newman黑洞与有质量带电标量场相互作用的超辐射不稳定性参数区域，给出了不稳定边界和增长率的解析表达式。
2026-07-03 gr-qc hep-th
Superradiant instability of charged massive scalar field in Kerr-Newman-anti-de Sitter black hole
研究了Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞背景下带电大质量标量场的超辐射不稳定性。利用渐近匹配技术解析求解Klein-Gordon方程，证明了在超辐射区，准正规频率的复数部分为正。由于计算是在小黑洞的近似下进行的，结果表明小Kerr-Newman-anti-de Sitter黑洞对带小电荷的大质量标量场扰动是不稳定的.
2012-07-07 gr-qc hep-th
Effects of nonlinear interactions on the superradiant instability of charged black holes
Lanzhou University（兰州大学）
研究非线性相互作用对带电黑洞超辐射不稳定性的影响，通过构建轴子场与电磁场耦合模型，揭示毛发黑洞形成及多种物理终点演化。
2026-02-05 gr-qc
Charged superradiant instability in a spherical regular black hole
研究球对称规则黑洞在带电标量场扰动下的稳定性，发现特定变形参数范围内存在带电超辐射不稳定性，增长率显著高于ABG黑洞，并分析了模型参数的影响。
2024-12-23 gr-qc hep-th
Superradiant instability of black resonators and geons
全球AdS中的黑色共振器和几何子是快速旋转的低能量解决方案，具有螺旋形杀伤场。我们研究了等角动量，五维黑共振器和几何子在标量，电磁和引力扰动下的线性模式稳定性。我们发现，黑色谐振腔是不稳定的超辐射不稳定性，与以前已知的结果。也许令人惊讶的是，尽管有一个ergoregion，许多geon似乎线性稳定。这种明显的稳定性意味着，在双规范理论中，真子是重要的长寿命低能态。然而，我们确实发现，在一定的参数空间范围内，真子是不稳定的。我们评论这种不稳定的性质及其可能的终点。我们还报告了新的非自旋振荡geons，我们构建在一个cohomogeneity两个anonymous。考虑到现有的参数，表明我们的线性稳定性的结果可能会扩展到非线性，我们的研究结果表明，大多数几何是通用的和长期的解决方案。
2020-08-10 gr-qc hep-th
Nonlinear Evolution and Final Fate of Charged Anti-de Sitter Black Hole Superradiant Instability
我们描述了在Reissner-Nordstrom-AdS黑洞附近，耦合到广义相对论和电磁学的带电无质量标量场的超辐射不稳定性的完全非线性发展。负宇宙学常数的存在为考虑完美反射边界条件和研究标量场与黑洞反复相互作用的动力学提供了一个自然的背景。在早期，小的超辐射扰动增长的预期从线性化的研究。然后，逆反应导致黑洞失去电荷和质量，直到扰动变得非超辐射，最终状态被描述为稳定的多毛黑洞。对于大规范耦合，不稳定性提取大量的电荷每单位质量，导致更大的熵增加。我们讨论了所观察到的行为的一般问题的超辐射在黑洞时空的影响。
2016-03-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant Instability of Near Extremal and Extremal Four-Dimensional Charged Hairy Black Hole in anti-de Sitter Spacetime
研究了四维AdS带电多毛黑洞在径向中性质量和带电无质量标量场扰动下的近极值和极值不稳定性。用改进的渐近迭代法和时域分析法求解了标量场方程，并求出了准正规频率。对于带电标量扰动，通过计算低频极限的反射系数得到了超辐射条件，并证明了在依赖于标量毛荷的超辐射区，所有径向带电无质量扰动模式都是不稳定的，这表明带电毛黑洞是超辐射不稳定的.另一方面，在此背景下计算了径向中性标量扰动的准正规频率，发现了带电多毛黑洞的稳定性。
2017-03-08 gr-qc hep-th
Superradiant instability of $D$-dimensional Reissner-Nordström-anti-de Sitter black hole mirror system
本文对$D$维Reissner-Nordström-anti-de Sitter（RN-AdS）黑洞和反射镜组成的系统在带电标量扰动下的线性超辐射稳定性进行了详细的分析。结果表明，系统的稳定性不仅与镜像半径有关，还与标量扰动的质量、AdS半径和时空维数有关。在更高维的时空中，超辐射模的不稳定程度将被严重削弱。然而，通过选择合适的反射镜半径值，可以显著地放大不稳定的程度。值得注意的是，当反射镜半径小于阈值时，系统变得稳定。我们还发现，在$D$维渐近平坦RN黑洞背景中，大质量带电标量场不能触发不稳定性。对于给定的标量荷，小的RN-AdS黑洞可能是超辐射不稳定的，而大的RN-AdS黑洞在带电标量场下无论有无反射镜都可能是稳定的.我们还表明，这些结果可以很容易地阐述和理解的帮助下，因式分解电位分析。
2017-06-09 gr-qc hep-th
Nonlinear photon-plasma interaction and the black hole superradiant instability
本文研究吸积黑洞附近等离子体对电磁场的非线性作用，发现等离子体吹出效应导致能量泄漏，从而抑制超辐射不稳定性，即使在最乐观情况下也显著降低其效率。
2023-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Black hole superradiant instability for massive spin-2 fields
本文通过求解十个椭圆型偏微分方程，首次精确计算了大质量自旋-2场在旋转黑洞中的超辐射不稳定模式谱，发现其偶极模式不稳定性时标远短于其他模式，从而对大质量自旋-2场给出更强约束。
2023-09-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superradiant instability for black holes immersed in a magnetic field
研究了在渐近均匀磁场中旋转黑洞周围大质量标量场的束缚态。在缓慢的黑洞旋转状态下，克莱因-戈登方程允许分离变量。我们表明，增长率的不稳定性可以放大几倍的磁场。这种效应的产生是因为磁场在克尔黑洞的标量场势中增加了“有效质量”项$B |m|$。此外，作为副产品，我们讨论了磁化旋转黑洞的准正规模的行为。
2008-11-22 astro-ph gr-qc hep-th
Superradiant instability of large radius doubly spinning black rings
我们指出，沿S^1和S^2方向旋转的5D大半径双自旋黑环具有鲁棒不稳定性。它由超辐射束缚态模式触发。沿着环的模式的Kaluza-Klein动量负责束缚态。黑弦和黑膜中的这种不稳定性首先由Marolf和Palmer提出，并由Cardoso，Lemos和Yoshida详细研究。我们在黑环背景中找到了这种不稳定性的频谱和时间尺度，并表明它在沿S^2大旋转的大半径环中是活跃的。我们确定的不稳定性的端点，并认为它提供了一个动力学机制，引入了一个上限的旋转的黑环。为了估计上限，我们使用最近的黑环模型的Hovdebo和迈尔斯，与一个小的扩展，以适应额外的小角动量。这个动力学界可以小于由视界处的正则性所施加的类克尔界。最近，高维黑环的存在性被证实。它们将对该机制保持稳定。
2006-06-19 gr-qc hep-th
Superradiant Instability of Charged Extremal Black Holes in Einstein-Born-Infeld Gravity
本文通过数值研究爱因斯坦-玻恩-因费尔德理论中带电极端黑洞的标量扰动，证明其普遍存在超辐射不稳定性，从而说明Reissner-Nordström黑洞的超辐射稳定性是精细调节结果，并支持弱引力猜想下黑洞可衰变的观点。
2024-04-03 gr-qc hep-th
Superradiant instability of black holes immersed in a magnetic field
旋转的黑洞周围的磁场可以限制辐射并引发超辐射不稳定性。为了研究这种效应，我们进行了第一次完全一致的线性分析的恩斯特时空，爱因斯坦-麦克斯韦方程组的精确解描述了一个黑洞沉浸在一个均匀的磁场$B$。在黑洞质量消失的极限，背景还原为临界稳定的梅尔文时空。事件视界的存在引入了一个小的耗散项，导致了一组长寿命或不稳定的模式。我们提供了一个简单的解释的模式频谱方面的一个小的完美的吸收体沉浸在一个封闭的盒子大小$\sim1/B$，并显示旋转触发超辐射不稳定性。通过研究磁化Kerr-Newman黑洞的标量扰动，我们能够确认和量化这种不稳定性的细节。不稳定的时间尺度可以是数量级短于与大规模玻色子场。这种不稳定性从事件视界提取角动量，与吸积竞争。这意味着强磁场为黑洞的自旋设定了一个上限。相反，对高速旋转的大质量黑洞的观测，对周围磁场的强度施加了内在的限制。我们讨论了天体物理的影响，我们的结果和恩斯特时空的局限性，以描述现实的天体物理配置。
2014-05-27 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Superradiant instability of the Kerr-like black hole in Einstein-bumblebee gravity
在洛伦兹对称性自发破缺的爱因斯坦-大黄蜂引力模型中，最近得到了一个精确的类克尔解。本文研究了类克尔黑洞在大质量标量场扰动下的超辐射不稳定性。我们发现洛伦兹破缺参数$L$不影响超辐射区或束缚态区。然而，由于$L$出现在度规中，并且它的影响不能通过重新定义旋转参数$\tilde{a}=\sqrt{1+L}a$来消除，它确实影响了束缚态光谱和超辐射。我们用连分式方法计算了束缚态谱，并讨论了$L$对最大束缚能和阻尼率的影响。由于超辐射条件和束缚态条件都能满足，因此可能发生超辐射不稳定性。与Kerr黑洞相比，该黑洞的超辐射不稳定性不仅非单调地依赖于黑洞的转动参数$\tilde{a}$和黑洞质量$M$与场质量$μ$的乘积，而且还依赖于Lorentz破缺参数$L$ .通过Monte Carlo方法，我们发现对于$l=m=1$态，最不稳定的模出现在$L=-0.79637$，$\tilde{a}/M=0.99884$和$Mμ=0.43920$处，其场的最大增长率约为Kerr黑洞中的10倍.
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasibound states of massive scalar around the Kerr black hole
在这项工作中，我们获得了克尔黑洞周围的大质量标量的准束缚态。在Kerr黑洞周围传播的大质量标量通过俘获阱或微阱诱导出远区势，在远区产生共振峰或束缚态。前者代表超辐射不稳定性，而后者可以通过正的$ω_I$来调节超辐射不稳定性。如果标量的能量真的在一个小井周围量子化，那么超轻玻色子可以用类似氢的束缚态来表示，当考虑超辐射不稳定性时，就会产生引力原子。如果外视界外没有阱，则它们的远区波函数代表没有节点的纯束缚态。最后，我们区分超辐射不稳定性和稳定性。
2022-08-31 gr-qc hep-th
Numerical investigation of plasma-driven superradiant instabilities
在等离子体中传播的光子获得有效质量$μ$，其由等离子体频率给出并且与等离子体密度的平方根成比例。正如康伦和赫代罗之前所指出的，对于电子数密度$n_e\sim 10^{-3}$ cm $^{-3}$（例如在星际介质中测量的那些），等离子体诱导的有效质量是$μ\sim 10^{-12}$ eV。这将导致几十个太阳质量的旋转黑洞的超辐射不稳定性。这幅图的一个明显问题是，由于吸积作用，黑洞附近的密度比星际介质中的密度高得多。为了模拟吸积效应，我们对旋转的黑洞中的超辐射不稳定性进行了数值模拟，等离子体的密度随着离黑洞的距离的增加而增加。虽然我们证实，超辐射不稳定性出现的等离子体密度足够低的黑洞附近，我们发现，天体物理现实的吸积盘是不可能触发这样的不稳定性。
2020-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Superradiant Instability of Five-Dimensional Rotating Charged AdS Black Holes
研究了在最小五维规范超引力中具有两个独立转动参数的小AdS黑洞在无质量标量扰动下的不稳定性。我们解析地求解了这些黑洞的时空中两个区域的低频扰动的Klein-Gordon方程：即在接近视界的区域和在远区。通过对中间区域的解进行匹配，我们计算了准正规模的频谱。我们发现，在超辐射的制度，只有偶轨道的量子数的模式进行负阻尼，导致指数增长的振幅。也就是说，黑洞对这些模式变得不稳定。同时，奇轨道量子数模不受任何阻尼，随频率移动而振荡。这与四维小Kerr-AdS黑洞的情况相反，它在超辐射区对所有标量扰动模式都表现出不稳定性。
2009-02-16 gr-qc hep-th
Superradiant Instability of Magnetic Black Holes
本文研究带磁荷旋转黑洞的超辐射不稳定性，发现其不稳定性时标远短于中性黑洞，确定沿旋转轴延伸的南北单极子模式为最不稳定模式，同时证实带电无质量场无此类不稳定性。
2024-11-05 gr-qc hep-th
Superradiant evolution of the shadow and photon ring of Sgr A$^\star$
超轻玻色子可以通过超辐射不稳定性影响自旋黑洞（BH）的动力学，从而导致超大质量BH阴影的时间演化。我们研究的前景见证超辐射诱导BH阴影的演变，考虑超轻矢量和张量场。我们引入了两个观测敏感的阴影时间演化：阴影漂移，并在与光子环自相关的方位角的变化。这两个观测量是高度互补的，这取决于观察者的倾角。专注于超大质量物体Sgr A $^\star$，我们表明，这两个观测值可以在几年的时间尺度上明显变化，在超辐射不稳定的存在下，导致签名，这是在现实的观测时间内的事件视界望远镜的范围内（但受益显着延长观测期），并铺平了道路，探测超轻玻色子在$\sim 10^{-17}\,{\rm eV}$质量范围。
2022-08-24 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Black hole superradiant instability from ultralight spin-2 fields
超轻玻色子场是引人注目的暗物质候选者，并出现在各种超越标准模型的场景中。这些场可以通过超辐射不稳定性从旋转的黑洞中获取能量和角动量，在此期间，宏观玻色子凝聚体在黑洞周围发展。这一现象的显著特征包括天体物理学上黑洞的自旋质量分布中的空隙和凝聚体发射的连续引力波GW信号。到目前为止，这些过程已经在标量场中得到了详细的研究，最近又在矢量场中得到了研究。在这里，我们在黑洞超辐射计划中迈出了重要的一步，通过计算，分析，不稳定的时间尺度，直接GW发射和随机背景，在大质量张量的情况下（即，自旋- $2$）字段。我们的分析是有效的任何黑洞自旋和小玻色子质量。大质量自旋$2$场的不稳定性与标量场和矢量场的不稳定性有一些共同的性质，但其现象学要丰富得多，例如存在具有可比不稳定性时间尺度的多个模式，并且主导GW信号是十六极而不是四极。对质量范围为$M\in(1,10^{10})M_\odot$的自旋黑洞的电磁观测和GW观测可以将假定的自旋- $2$场的质量约束在$10^{-22} \lesssim m_b\,{\rm c^2/eV} \lesssim 10^{-10}$范围内。对于$10^{-17}\lesssim m_b\,{\rm c^2/eV}\lesssim 10^{-15}$，空间任务LISA可以检测到红移为$z=20$甚至更大的源的连续GW信号。
2020-06-03 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
