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
Shadows cast by a class of rotating black bounces with an anisotropic fluid
Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE, CONICET-UBA)（空间天体物理学与物理研究所）；CONICET（阿根廷国家科学研究委员会）；UBA（布宜诺斯艾利斯大学）
本文提出了一种通过改进的Newman-Janis算法获得的具有各向异性流体的旋转黑洞边缘模型，并研究了其阴影形状及与其他时空的区别。
2026-01-06 gr-qc
Superradiant amplification by rotating viscous compact objects
本研究采用因果相对论流体力学，在慢转近似下推导轴向引力波与黏性模式的耦合方程组，发现旋转黏性恒星可放大小频引力波且该现象具有普遍性，且超辐射放大不会在带光环的匀速旋转致密恒星中引发不稳定性。
2025-06-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Destroying the Event Horizon of a Rotating Black-Bounce Black Hole
本文研究了利用大角动量测试粒子和标量场破坏旋转Black-Bounce黑洞事件视界的可能性，发现极端条件下视界可被破坏且随参数m增大更易被破坏。
2023-10-25 gr-qc
Regularizing Rotating Black Strings: a new black bounce solution
本文采用 Simpson–Visser 方法在旋转黑弦径向坐标中引入反弹，构造并分析了一类在正则黑洞与虫洞间插值的新型 black bounce 解。
2023-08-17 gr-qc
Separating the superradiant emission from the Hawking radiation from a rotating black hole
本文显式计算旋转黑洞标量粒子的超辐射发射，并与含 Hawking 辐射的总发射比较，证明二者不同且超辐射在零温极端黑洞中仍存在。
2023-07-16 gr-qc hep-th
Absorption of electromagnetic plane waves by rotating black holes
本文研究了单色平面电磁波入射到克尔黑洞上的吸收问题。在一般情况下，入射方向与黑洞的自旋轴不一致。我们提出的数值结果是符合低频和高频近似。我们发现，圆偏振波区分的黑洞自旋，与反旋转极化被更多的吸收比同旋转极化。在低频率和中等入射角下，存在一个狭窄的参数窗口，其中偶极模式中的超辐射发射可以超过非超辐射模式中的吸收，从而允许平面电磁波激发黑洞的净发射。
2018-05-20 gr-qc
Superradiant amplification by stars and black holes
在这篇论文中，我们研究了超辐射现象及其对黑洞和完美流体星稳定性的影响。超辐射是一种涉及旋转耗散系统的辐射增强过程。在BH时空中，超辐射是由于在事件视界的耗散，与有趣的相关现象，即浮动轨道和BH炸弹。BH超辐射是一个非常交叉的课题，它的研究使我们在粒子物理领域获得了重要的结果。旋转黑洞对标量场的散射导致准束缚态的形成。在旋转系统中，这些状态可以引起超辐射不稳定性。这些结果最近被用来限制基本粒子和暗物质候选者的质量。在这项工作中，它表明，当耗散是适当的，类似的结果是可以实现的自引力系统以外的黑洞，如完美的流体星。计算还表明，与标架拖曳现象有关的相对论效应在计算中可以忽略。
2016-02-24 gr-qc
Superradiant Suppression of Non-minimally Coupled Scalar fields for a Rotating Charged dS Black Hole in Conformal Weyl Gravity
Grinnell College（格林内尔学院）；Northeastern University（东北大学）；Worcester Polytechnic Institute（伍斯特理工学院）
本文研究了在共形韦伊尔引力和广义相对论中，旋转带电de Sitter黑洞对质量非零带电共形耦合标量场的极辐射放大效应，发现共形韦伊尔引力中极辐射放大效应被显著抑制，尤其在质量部分，抑制因子达到指数级。
2026-04-06 gr-qc hep-th
Tuning A Rotating Black Hole Spectrum with Dark Matter Halo: Quasibound States, Scalar Cloud, Black Hole Bomb and Superradiant Scattering
研究嵌入Dehnen暗物质晕的旋转黑洞的谱动力学，通过解析渐近匹配方法推导准束缚态谱和超辐射放大因子，发现晕参数系统性地改变束缚能、临界质量和超辐射窗口。
2026-07-31 gr-qc hep-th
Superradiant scattering of massive scalar field due to magnetically charged rotating black hole
本研究探讨了磁荷旋转黑洞时空下大质量标量场的超辐射散射，发现磁荷显著影响放大幅度并扩大超辐射频率范围，且在特定参数下与Kerr-Newman黑洞表现出相似性。
2025-04-01 gr-qc hep-th
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
Rotating black holes in a draining bathtub: superradiant scattering of gravity waves
在旋转流体流背景下，表面扰动在旋转的有效黑洞时空中表现为标量场。我们提出了一个新的模型的背景流，考虑到不同的深度的水。数值积分的相关Klein-Gordon方程使用可访问的实验参数表明，重力波在适当的频率范围内被放大，通过超辐射的机制。我们的数值结果表明，在一个共同的流体力学系统中观察到这种现象是在实验范围内。与Kerr黑洞周围的波散射只依赖于一个无量纲的背景参数（比角动量与黑洞质量之比$a/M$）的情况不同，我们的系统依赖于两个无量纲的背景参数，即有效黑洞视界处的归一化角速度和表面引力.
2015-06-05 gr-qc physics.flu-dyn
Stationary scalar clouds, quasinormal ringing, and observational signatures of (near-)extremal rotating Kalb-Ramond black holes: from the superradiant threshold to EHT bounds
Cyprus International University（塞浦路斯国际大学）；Eastern Mediterranean University（东地中海大学）
该研究针对（近）极端旋转Kalb-Ramond黑洞的有质量标量场，解析其方程分离特性、稳态共振与似正模分支，计算超辐射、引力透镜与阴影特征，并结合EHT观测给出更严格的洛伦兹破缺参数约束。
2026-08-04 gr-qc
Superradiant energy extraction from rotating hairy Horndeski black holes
本文对半经典旋转带毛 Horndeski 黑洞的标量超辐射进行研究，发现带毛参数 h 增强散射放大与能量提取效率，但不改变标准超辐射不稳定性区间。
2023-04-13 gr-qc hep-th
Superradiance and the Statistical-Mechanical Entropy of Rotating BTZ Black Holes
本文研究了与黑洞{ \it旋转}处于热平衡的量子场的统计力学熵的brick-wall模型中的发散结构。特别是，从超辐射模式的熵的贡献被仔细纳入，导致这种贡献的结果，纠正了文献中的一些以前的错误。原来，以前的错误是由于不正确的超辐射模式的量化。对于旋转BTZ黑洞的情况，一些主要结果是，超辐射模的熵贡献是正的而不是负的，并且与非超辐射模的熵贡献一样具有领先阶发散。然而，通过引入一个普遍的砖墙截断，总熵仍然可以与旋转黑洞的贝肯斯坦-霍金熵相一致。我们的正确处理的超辐射模式的“角动量修正的正则系综”也删除了不必要的介绍，以及在文献中定义不清的表达式调节截止数。
1999-02-19 gr-qc hep-th
Novel Kerr-Hernquist Black Hole: Quasibound State, Scalar Cloud, Bomb, Superradiant Scattering
该研究通过纽曼 - 贾尼斯算法得到新型克尔 - 赫恩quist黑洞解，利用解析渐近匹配方法研究其标量场动力学，推导准束缚态谱等，揭示了暗物质晕对黑洞谱和稳定性的影响，为相关研究提供统一框架。
2026-08-21 gr-qc hep-th
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
Nonlinear Stability of Rotating Hairy Black Holes
Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；Institute of Applied Computing & Community Code (IAC3)（应用计算与社区代码研究所）；Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）
本文研究了旋转毛黑洞的稳定性，发现当标量场质量次主导时，系统在非线性演化中保持稳定，而标量场质量主导时则在较短时间内出现不稳定性。
2026-03-13 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
Generalised superradiant scattering
分析了超辐射产生的充分必要条件。从一个波动方程，我们研究超辐射的可能性方面的有效潜力和边界条件。特别是，我们表明，存在一个ergoregion是不够的，一个适当的边界条件，例如，只有进入群速度波在事件视界，也是至关重要的。在将我们的方案应用于超辐射的标准例子之后，我们证明了没有事件视界的引力模拟模型不一定表现出超辐射。特别是，我们表明，超辐射现象是不存在的纯旋转无粘流体的涡。我们认为，应该有一个目录的超辐射系统，可以通过集中在必要和充分条件概述如下。
2009-09-19 gr-qc
Superradiant (In)stability, Greybody Radiation, and Quasinormal Modes of Rotating Black Holes in non-linear Maxwell f (R) Gravity
本文研究非线性麦克斯韦f(R)引力中旋转黑洞的超辐射稳定性，发现参数q、c、c4影响有效势但不影响灰体因子和准正则模。
2023-05-10 gr-qc hep-th
Constraining strongly-warped extra dimensions with rotating black holes
Instituto de Fisica Teórica, UAM-CSIC（理论物理研究所，UAM-CSIC）；Departamento de Física Teórica, Universidad Autónoma de Madrid（理论物理系，马德里自治大学）
通过旋转黑洞对强扭曲额外维度的约束，研究超轻自旋2场的超辐射不稳定性及其对扭曲参数的影响。
2026-03-11 gr-qc hep-th
Bayesian reconstruction of gravitational wave burst signals from simulations of rotating stellar core collapse and bounce
本文提出了一种从恒星核坍缩和核反弹的引力波信号中提取旋转恒星核坍缩物理参数的方法。来自干涉测量引力波探测器的数据可用于提供关于原始模型的质量、坍缩前旋转和核物质状态方程的信息。我们使用广义相对论中旋转恒星核心坍缩模型的最新数值模拟所提供的波形库，并使用主成分分析从它们创建一组正交的本征向量。贝叶斯推断技术，然后用于重建相关联的引力波信号，假设被检测到的干涉检测器。后验概率分布函数推导出的主成分分析特征向量的幅度，和脉冲到达时间。我们展示了如何重建的信号和主成分分析特征向量振幅估计可能提供的信息与核心崩溃事件的物理参数。
2009-11-18 astro-ph.HE gr-qc
Superradiantly stability analysis on dyonic stringly black hole
黑洞超辐射现象表明，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。如果这种放大过程能够通过一定的约束机制来回发生，就会导致黑洞的强不稳定性，也就是所谓的“黑洞炸弹”。本文在弦论中研究了双子黑洞的超辐射稳定性。虽然弦论中的带电黑洞已被证明是超稳定的，但由于磁荷的存在，双子黑洞比RN黑洞更不稳定。进一步，通过对事件视界外有效势的分析，给出了与双子弦黑洞超辐射稳定性有关的参数的取值范围。
2021-03-08 gr-qc
Renormalization group analysis of superradiant growth of self-interacting axion cloud
由于可以从黑洞周围的轴子凝聚体（轴子云）中观测到引力波，因此人们对考虑快速旋转黑洞周围的超轻标量场（尤其是轴子）有着浓厚的兴趣。基于这一考虑，我们提出了一种新的方法来研究快速旋转黑洞周围具有自相互作用的超轻标量场的动力学行为，即利用动力学重整化群方法.我们发现，对于相对论云，饱和的超辐射不稳定性的散射的轴子由于自相互作用不会发生在弱非线性制度时，我们考虑的绝热增长的云从一个单一的超辐射模式。这可能表明，对于相对论性的轴子云来说，一种被称为博森诺瓦的爆炸现象可能不可避免地发生，至少在其进化史上发生过一次。
2021-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gregory-Laflamme encounters Superradiance
本文研究了引力超辐射散射对六维等自旋 Myers-Perry 黑弦稳定性的影响，发现了一种由沿弦动量势垒限制引起的“有限m”超辐射不稳定性，并指出其与 Gregory-Laflamme 不稳定性竞争或独立存在。
2023-08-03 gr-qc hep-th
Numerical investigation of the dynamics of linear spin $s$ fields on a Kerr background II: Superradiant scattering
通过数值积分齐次Teukolsky主方程，在时域内研究了线性自旋$s=0,\pm 1,\pm 2$场在Kerr黑洞背景上的超辐射散射.应用的数值装置已经被用于研究旋转黑洞背景下电磁和度规扰动的长时间演化和尾部行为[arXiv：1905.09082v3]。为了有一个清晰的设置，初始数据被选择为紧凑的支持，而优化超辐射的初始数据的频率被微调。我们最重要的发现是，超辐射率强烈依赖于初始数据的（紧）支持和ergoregion的相对位置。当它们被很好地分离时，那么只有适度的--在$s=0$标量场的情况下--超辐射可以忽略不计，而当初始数据的支持和能区重叠时，它可以被显著放大。
2021-04-23 gr-qc
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
Dyonic Kerr-Sen Black Hole's Resonant Scattering: Absorption and Superradiance
Mahidol University（玛希隆大学）
研究带电克尔-森黑洞中标量超辐射散射，通过分析渐近匹配方法推导放大因子，揭示电荷和磁荷对能量提取效率的影响。
2026-02-24 gr-qc hep-th
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
Onset of superradiant instabilities in rotating spacetimes of exotic compact objects
奇异的紧致物体，具有反射性质的无视界时空，已经被一些量子引力模型有趣地认为是经典黑洞时空的替代物。具有反射边界条件的自旋无水平致密天体的一个显著特征是存在一组{ \it离散}的临界表面半径$\{r_{\text{c}}({\bar a};n)\}^{n=\infty}_{n=1}$，它可以支持空间规则的静态（{ \it边缘稳定}）标量场组态（这里${\bar a}\equiv J/M^2$是奇异致密天体的无量纲角动量）。有趣的是，最外面的临界半径$r^{\text{max}}_{\text{c}}\equiv \text{max}_n\{r_{\text{c}}({\bar a};n)\}$标志着稳定和不稳定的外来紧凑对象之间的边界：自旋对象的反射表面位于区域$r_{\text{c}}>r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})$是稳定的，而自旋对象的反射表面位于区域$r_{\text{c}}<r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})$是超辐射不稳定的标量扰动模式。在本论文中，我们使用分析技术，以探讨临界（边际稳定）自旋外来紧凑对象的物理特性。特别地，我们推导出一个非常紧凑的{ \it解析}公式的离散谱$\{r^{\text{max}}_{\text{c}}({\bar a})\}$的临界半径的边缘稳定的奇异紧凑对象的特点。…
2017-04-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Binary superradiance: a numerical study
旋转的轴对称物体通过超辐射散射放大入射波。当封闭在空腔中时，受限场与物体的重复相互作用可能触发超辐射不稳定性。旋转双星在物理学中无处不在，在天体物理学和日常生活中起着重要作用。这样的双星可能也容易出现超辐射现象，但它们固有的复杂性使得研究如何确切地触发这种不稳定性具有挑战性。在这里，我们研究了一个二进制的两个吸收对象（模仿黑洞二进制，直升机叶片等）围绕一个共同的中心旋转，并显示超辐射不稳定性确实发生，在预期的时间尺度和频率范围。我们的结果提供了第一个证明，超辐射也发生在高度不对称的系统，并可能有丰富的应用在流体动力学和天体物理学。外推到天体物理学黑洞，我们的研究结果表明，紧凑的双星可能被用作有趣的粒子探测器，沉积一小部分的能量到推定的新的基本超轻自由度。
2022-01-31 gr-qc physics.flu-dyn
Follow-up signals from superradiant instabilities of black hole merger remnants
超辐射不稳定性可以触发旋转黑洞周围玻色子云的形成。如果玻色子场的增长足够快，这些云就可能在双黑洞合并后不久形成。这种云是连续的引力波源，其检测（或缺乏）可以探测超轻玻色子（如轴子样粒子）的存在及其性质。由先进的LIGO到目前为止看到的二元黑洞合并的动机，我们详细研究了参数空间，可以探测到连续的引力波信号从超轻标量场云周围的黑洞合并残留物，特别是未来的地面探测器（A+，旅行者和宇宙探测器）。我们还研究了来自未解决来源的假定随机引力波背景的混淆噪声对这种搜索的影响，并且我们估计，在不同的天体物理先验下，可能导致可观察到的合并后信号的二进制黑洞合并事件的数量。在我们最乐观的假设下，宇宙探索者可以探测到几十个合并后的信号。
2019-05-25 gr-qc
Ringing Black Hole is Superradiant: Ultra-light Scalar Field
超辐射在静态（带电）和旋转黑洞时空中已经被广泛研究。本文首次报道了对于最小耦合标量场，处于衰荡相的Schwarzschild黑洞的吸收截面可以是超辐射的。我们目前的结果开辟了一个有趣的可能性，观察黑洞合并现象，通过其他基本领域。
2022-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Study on high-frequency quasi-periodic oscillations in rotating black bounce spacetime
本研究基于微类星体高频准周期振荡数据，利用多种模型和统计准则约束了旋转Simpson-Visser时空中的自旋与规则化参数，发现部分模型支持天体为规则或Kerr黑洞，另一部分则表明其为可穿越虫洞。
2025-01-14 gr-qc
Evolution of black holes through a nonsingular cosmological bounce
研究了非奇异宇宙学反弹过程中黑洞的经典动力学。以一个简单的模型，一个鬼和普通的标量场的组合驱动的非奇异弹跳宇宙学，我们使用爱因斯坦方程的非线性演化跟踪旋转和非旋转的黑洞的不同大小的反弹。零能量条件的违反允许一个收缩的黑洞事件视界，我们发现，对于足够大的黑洞（相对于最小哈勃半径）的黑洞视视界可以消失在收缩阶段。尽管如此，我们表明，大多数的本地宇宙学演化仍然在很大程度上不受黑洞的存在。我们发现，独立的黑洞的初始质量，黑洞的事件视界持续整个反弹，和后期的动力学包括一个膨胀的宇宙与质量的黑洞可比其初始值。
2022-09-30 gr-qc hep-th
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
Superradiance in the BTZ black hole with Robin boundary conditions
我们证明了在空间无穷远处施加一定的Robin边界条件时，在BTZ黑洞中传播的大质量标量场的超辐射模的存在性.这些超辐射模被定义为穿过视界的能流朝向外部区域的那些解。随后从旋转，渐近平坦的黑洞，我们得到，并不是所有的模式，在时间上呈指数增长的超辐射;对于其中的一些，增长是由一个散装的不稳定性的AdS3，由罗宾边界条件的标量场触发，而不是从BTZ黑洞的能量提取。因此，这种设置提供了一个例子，其中低频的玻色子模式将能量泵入旋转的黑洞，而不是从旋转的黑洞提取能量。
2017-10-22 gr-qc hep-th
Superradiant instabilities of rotating black branes and strings
黑膜和黑弦一般在引力摄动的某个扇区上是不稳定的。这就是所谓的格雷戈里-拉弗拉姆不稳定性。最近有人认为，存在另一种普遍的不稳定性，影响许多旋转的扩展黑物体。这种不稳定性在某种意义上是普遍的，因为它是由任何无质量场触发的，而不仅仅是引力摄动。在这里，我们详细研究这种新的机制。要使这种不稳定性起作用，需要两个因素：（i）一个能区，它引起波的超辐射放大;（ii）在控制所研究的特定模式演化的有效势中的“束缚”态。我们证明了黑膜Kerr_4 x R^p在这种机制下是不稳定的，并给出了这种情况下不稳定时标的数值结果。另一方面，非常令人惊讶的是，Kerr_d x R^p形式的黑膜在d>4时都是稳定的。这是一个相当出乎意料的结果，它源于这样一个事实，即在高维黑洞时空中没有稳定的圆形轨道，或者在波图像中，在有效势中没有束缚态。我们还表明，这是很容易模拟这种不稳定性在实验室中的声学黑膜。
2005-07-04 gr-qc hep-ph hep-th
Correspondence between grey-body factors and quasinormal frequencies for rotating black holes
本文证明了灰体因子与准正规模式之间的对应关系可从球对称和渐近平直黑洞扩展至一般参数化的轴对称黑洞，并指出该关系仅限于非超辐射波。
2025-01-30 gr-qc
Rotating tensor-multiscalar black holes with two scalars
我们在一组特定的张量-多标量引力理论中构造多毛的黑洞解，其中目标空间包含一个具有周期流的Killing矢量场，该矢量场是一个单参数点变换族的生成元，该点变换族使整个理论保持不变。至于在广义相对论中带有标量毛发的黑洞，它们必须是旋转的物体，因为标量化是由超辐射不稳定性引起的。我们分析了最基本的旋转的解决方案（缠绕数$m=1$）在五个理论，不同的目标空间的高斯曲率的值。研究了这些解的存在区域，以及它们的毛度、视界面积和变形因子。
2020-11-10 gr-qc
Charged black-bounce spacetimes
考虑到旋转黑反弹克尔时空的最新发展，无论是从理论上还是从观测上，我们都很想知道是否有可能构造出整个克尔-纽曼家族的黑反弹变体。具体地说，在这里我们将把黑反弹-赖斯纳-努德斯特朗时空和黑反弹-克尔-纽曼时空看作是特别简单和干净的无处不在的规则黑洞“模仿者”，它们以精确控制和最小的方式偏离克尔-纽曼族，并在规则黑洞和可穿越的虫洞之间平滑地插值。虽然从观测上看，天体物理学黑洞上的电荷可能非常低，$|Q|/m \ll 1$，但引入任何非零电荷都会产生重大的理论影响。特别是，我们验证了一个Killing张量（和相关的类卡特常数）的存在，但没有完整的Killing塔的主张量和Killing-Yano张量，我们还讨论了如何，假设广义相对论，黑反弹-克尔-纽曼解决方案需要一个有趣的，非平凡的物质/能量含量。
2021-10-04 gr-qc
Periodic equatorial orbits in a black bounce scenario
本文研究黑洞反弹模型中赤道周期轨道的分类与特征，证明可用整数三元组构造有理数来表征周期轨道，并发现参数$r_{min}$的微小变化可导致轨道显著改变。
2025-06-18 gr-qc
A rotating hairy AdS3 black hole with the metric having only one Killing vector field
我们用微扰方法构造了一个具有真实标量头发的三维旋转AdS黑洞。我们选择一个标量场的质量略高于Breitenlohner-Freedman界，并施加一个更一般的边界条件的散装标量场在AdS无穷大。我们首先表明，旋转BTZ黑洞是不稳定的超辐射模式下，我们更一般的边界条件。接下来，我们构造一个旋转的毛茸茸的黑洞微扰相对于一个小振幅$ε$的标量场，直到$O(ε^4)$。非线性扰动几何块只允许一个Killing矢量场，且与黑洞同转，不显示耗散。数值计算表明，在相同能量和角动量下，我们的多毛黑洞的熵比BTZ黑洞的大。这表明，至少在微扰的水平上，我们的旋转毛茸茸的黑洞在明亮的几何可以是超辐射不稳定性的终点。
2015-09-06 gr-qc hep-th
Charge superradiance on charged BTZ black holes
本研究针对带电BTZ黑洞背景下的带电标量场超辐射散射展开，分析不同边界条件、黑洞状态及参数的影响，证实了带电旋转BTZ黑洞存在多类边界条件下的复频率超辐射散射模式，并探究了电荷对出射能流的影响及模式稳定性。
2024-07-14 gr-qc hep-th
Stimulated axion decay in superradiant clouds around primordial black holes
超辐射不稳定性会导致旋转黑洞周围产生极密集的轴子云。我们发现，尽管量子色动力学轴子的自发衰变到光子对的寿命很长，受激衰变成为显着的最小轴子密度以上，并导致非常明亮的激光。轴子质量$μ\gtrsim 10^{-8}\ \mathrm{eV}$可以达到激光阈值，这意味着旋转的原始黑洞周围的超辐射不稳定性与质量$\lesssim 0.01M_\odot$。虽然后者在形成时预计是不旋转的，但旋转的黑洞群可能是随后合并的结果。我们进一步表明，激光可以淬灭的Schwinger对生产，产生一个临界的电子-正电子等离子体的轴子云。然而，一旦湮灭使等离子体密度充分降低，激光就可以重新开始，导致多次激光爆发，直到黑洞旋转到足以消除超辐射不稳定性。特别是，质量为$\sim 10^{-5}\ \mathrm{eV}$的轴子和质量为$\sim 10^{24}$ kg的原始黑洞（这可以解释宇宙中所有的暗物质）会导致GHz射频范围内的毫秒爆发，峰值亮度为$\sim 10^{42}$ erg/s，这表明可能与观测到的快速射电暴有关。
2018-06-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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 instabilities of rotating black holes in the time domain
旋转黑洞时空上的玻色子场会受到超辐射的放大，在两种情况下，超辐射会导致指数增长的不稳定性（“黑洞炸弹”）：如果黑洞被镜子包围，或者如果玻色子场有静止质量。在这里，我们提出了一个时间域的克尔时空的标量场的研究，探测超长的时间尺度高达$t \lesssim 5 \times 10^6 M$，以揭示增长的不稳定性。我们描述了一种高效的方法，用于发展的领域，基于光谱分解成一组耦合的1+1D方程，和吸收边界条件的启发“完美匹配层”的范例。首先，我们研究了镜的情况下，研究如何不稳定的时标和模式结构依赖于镜的半径。接下来，我们研究的反射场，其丰富的频谱（通过傅立叶分析显示）产生的“跳动”的影响，掩盖了不稳定性。我们表明，不稳定性清楚地揭示了通过跟踪的应力能量的领域在外部时空。我们计算的增长率的范围内的质量耦合，通过应用频率滤波器隔离个别模态贡献的时域信号。我们的结果与以前的频域研究一致，后者认为克尔时空中有质量标量场的最大增长率在$τ^{-1} \approx 1.72 \times 10^{-7} (GM/c^3)^{-1}$。
2013-07-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Rapid growth of superradiant instabilities for charged black holes in a cavity
在Kerr黑洞背景中，由质量项或镜像边界条件约束的标量场具有不稳定模。假设时间依赖性为$e^{-iωt}$，则这些不稳定模式的增长时间尺度由频率的（正）虚部的倒数Im $(ω)$设定，其达到Im $(ω)M\sim 10^{-5}$量级的最大值，这是针对镜像边界条件获得的，其中$M$是黑洞质量。本文研究了Reissner-Nordström黑洞背景中带电标量场的最小耦合Klein-Gordon方程，并证明了由于镜像边界条件，不稳定模可以比旋转情况快几个数量级：我们得到了高达Im $(ω)M\sim 0.07$的模。我们提供了一个理解，解析近似的基础上，为什么不稳定性的情况下，有一个较小的时间尺度比旋转的情况下。这种更快的增长，再加上球对称性，使充电的情况下，一个有前途的模型研究的完全非线性发展的超辐射不稳定性。
2013-05-23 gr-qc hep-th
Parameter estimation from the core-bounce phase of rotating core collapse supernovae in real interferometer noise
本研究提出解析模型描述快速旋转核心坍缩超新星引力波核心反弹阶段，采用频率学派匹配滤波法在真实干涉噪声中估计参数，验证了旋转参数β与另外两个参数解耦，估计误差可达10^-2至10^-3量级。
2024-07-16 gr-qc
Semiclassical corrections to the photon orbits of a non-rotating black hole
本文研究非旋转黑洞光子轨道受半经典度规涨落的影响，发现撞击参数差异与涨落同阶，且光子不再无限次绕行而是反弹开。
2023-12-22 gr-qc
Nonlinear evolution of the AdS$_4$ black hole bomb
通过数值求解全3+1维Einstein方程，研究了具有负宇宙学常数的旋转黑洞的超辐射不稳定性。我们发现一个时代的证据占主导地位的解决方案与一个单一的螺旋Killing矢量和一个多阶段的过程，具有明显的超辐射不稳定性。
2018-02-15 gr-qc hep-th
Superradiant scattering of electromagnetic waves emitted from disk around Kerr black holes
研究了赤道面上薄圆盘包围的Kerr黑洞周围的电磁扰动。我们的主要目的是揭示从盘表面发射的电磁波的黑洞超辐射。用出射Kerr Schild场描述圆盘辐射，用真空波场描述超辐射散射，并在视界上加入真空波场以满足入射条件。给出了圆盘表面能流的计算公式，研究了圆盘-黑洞系统的能量输运。在低频近似下，我们发现从旋转黑洞中提取的能量主要被输运回盘，并讨论了在无穷远处观测到的电磁波的能谱。
2010-09-11 astro-ph.HE gr-qc
