The Disk Wind in the Rapidly Spinning Stellar-Mass Black Hole 4U 1630-472 Observed with NuSTAR
我们提出了一个短的NuSTAR观测恒星质量的黑洞和低质量的X射线二进制4U 1630 $-$ 472的分析。由于NuSTAR的灵敏度，在该源中首次清楚地检测到来自内部吸积盘的反射。通过对反射光谱的拟合，我们发现了一个快速旋转的黑洞$a_{*}=0.985^{+0.005}_{-0.014}$（$1σ$统计误差）的证据。然而，档案数据显示，该源的射电光度相对较低。最近声称喷流功率和黑洞自旋之间的关系将预测一个较低的自旋或一个较高的峰值射电光度。我们还报告了在$7.03\pm0.03$千电子伏的吸收功能的明确检测，可能发出信号的磁盘风。如果这条谱线出现在稠密的中等电离气体（$\logξ=3.6^{+0.2}_{-0.3}$）中，并由类氦Fe XXV占主导地位，则风速为$v/c=0.043^{+0.002}_{-0.007}$（12900 $^{+600}_{-2100}$ km s $^{-1}$）。如果这条谱线与更高度电离的气体（$\logξ=6.1^{+0.7}_{-0.6}$）有关，并且主要是Fe XXVI，那么在考虑系统误差后，蓝移的证据只是边缘性的。我们的分析表明，电离风可能在200 $-$ 1100 Rg内发射，并且可能是磁驱动的。
2014-01-15 astro-ph.HE
Suzaku Observations of 4U 1957+11: Potentially the Most Rapidly Spinning Black Hole in (the Halo of) the Galaxy
我们提出了三个朱雀观测的黑洞候选人4U 1957+11（V1408 Aql）--一个源，展示了一些最简单和最干净的例子软，磁盘为主的光谱。4U 1957+11也是从盘主导光谱中发现的最高峰值温度之一。这样的温度可能与快速的黑洞旋转有关。4U 1957+11的光谱也需要非常低的标准化，这可以解释为小的内盘半径和大的距离（>10 kpc）的组合，这使得4U 1957+11很好地进入了星系晕。我们进行联合适合朱雀光谱与相对论和康普顿磁盘模型。假设一个低质量的黑洞和最近的距离（3 M_sun，10 kpc），无量纲自旋参数a* = Jc/GM ^2>~ 0.9。更大的质量和更远的距离产生a*~1。康普顿化模型也得到了类似的结论;它们意味着小的内盘半径（或者，等价地，快速自旋）和大的距离的组合。除非4U 1957+11是一个低质量的黑洞，并且距离大于40 kpc，否则无法恢复低自旋。我们推测是否建议的最大自旋是有关如何系统来居住在晕。
2011-09-27 astro-ph.HE
A Rapidly Spinning Black Hole Powers the Einstein Cross
过去20年的观测揭示了位于星系中心的超大质量黑洞（SMBH）的性质与宿主星系本身之间的密切关系。黑洞自旋的大小将在决定这种关系的性质方面发挥关键作用。到目前为止，对黑洞自旋的直接估计仅限于局部宇宙。在这里，我们提出的$\sim$ 0.5兆的档案钱德拉观测引力透镜类星体Q 2237+305（又名“爱因斯坦十字”），位于红移z = 1.695的分析结果。引力透镜提供的通量增强首次允许对如此高红移的黑洞的自旋进行约束。利用最先进的相对论磁盘反射模型，黑洞被发现有一个旋转的$a_* = 0.74^{+0.06}_{-0.03}$在90%的置信水平。在自旋上设置一个下限，我们发现$a_* \geq 0.65$（4 $σ$）。Q 2237+305中$\rm \sim 10^9~M_{\odot}$黑洞的高自旋值进一步支持了黑洞生长的相干吸积情景。这是迄今为止自旋被直接限制的最远的黑洞。
2014-08-08 astro-ph.HE
Efficient Generation of Jets from Magnetically Arrested Accretion on a Rapidly Spinning Black Hole
我们描述了全球性的，三维的，时间相关的，非辐射的，广义相对论的，磁流体动力学模拟吸积黑洞（BH）。模拟的目的是将大量的磁通量传输到中心，超过吸积气体可以迫使进入BH。多余的磁通量保持在黑洞之外，阻碍吸积，并导致磁制动盘。我们发现了强大的外流。对于自旋参数a = 0.5的黑洞，吸积系统在喷流和风中产生外流能量的效率约为eta ~ 30%.对于α = 0.99，我们发现eta ~ 140%，这意味着流出BH的能量比流入的能量多。唯一的方法是从BH中提取自旋能量。因此，a = 0.99的模拟代表了一个明确的演示，在天体物理学上合理的情况下，通过Penrose-Blandford-Znajek机制从旋转BH提取净能量。我们认为，磁吸积可能解释观测到的活动星系核与表观eta ~几× 100%。
2011-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Particle on the Innermost Stable Circular Orbit of a Rapidly Spinning Black Hole
我们计算了一个快速旋转的黑洞的最内层稳定圆轨道上的粒子发射的辐射（a）解析，工作到领先的顺序从极值的偏差和（b）数值，与一个新的高精度Teukolsky代码。我们发现这两种方法之间非常一致。我们证实了以前的估计辐射的功率的整体缩放，但也有小的振荡，所有的极端。此外，我们揭示了一个复杂的模式的模式结构中的磁通到无穷大，只有某些模式具有主导的缩放。每个模式的标度由其共形权重控制，这是增强的近视界对称群的表示理论中自然产生的一个量。我们发现以前的工作的关系粒子轨道上精确极端克尔，包括详细的协议量计算在这里与共形场论计算的Kerr/CFT对应的上下文中进行。
2015-09-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
AstroSat and Chandra view of the high soft state of 4U 1630-47 (4U 1630-472): evidence of the disk wind and a rapidly spinning black hole
我们介绍了瞬态黑洞X射线双星4U 1630-47的X射线光谱和时序分析，该双星在2016年的软X射线爆发期间由AstroSat，Chandra和MAXI太空任务观测到。从上升阶段到峰值的爆发，既没有被Swift/BAT在硬X射线（15-50 keV）中检测到，也没有在无线电中检测到。这种未探测到的现象以及使用MAXI数据获得的硬度-强度图和颜色-颜色图中的源行为证实，钱德拉和AstroSat观测都是在高软光谱状态下进行的。来自钱德拉高能透射光栅光谱仪（HETGS）的高能光栅（HEG）光谱在6.705 $_{-0.002}^{+0.002}$ keV和6.974 $_{-0.003}^{+0.004}$ keV处显示出两条强的、适度蓝移的吸收线，它们是由Fe XXV和Fe XXVI在低速电离盘风中产生的。相应的外流速度确定为366 $\pm$ 56 km/s。Chandra/HEG、AstroSat/SXT+LAXPC和Chandra/HEG + AstroSat/SXT+LAXPC数据的单独光谱拟合表明，宽带连续谱可以用相对论盘-黑体模型很好地描述，盘通量分数为$\sim 0.97$。基于Chandra、AstroSat和Chandra+AstroSat联合光谱的最佳拟合连续谱模型，利用马尔可夫链蒙特卡罗模拟，在99.7%置信区间内，我们将光谱硬化因子约束在1.56 $^{+0.1…
2018-10-02 astro-ph.HE
Towards an understanding of the force-free magnetosphere of rapidly spinning black holes
围绕旋转黑洞的等离子体提取旋转能量和能量发射的能力已被认为是一个关键的天体物理现象。通过对无力磁层和黑洞之间相互作用的分析，我们对这一过程的性质有了重要的认识。这项任务涉及求解复杂的方程组，通常需要复杂的数值模拟。最近的分析试图解决这个问题，利用了极端克尔（NHEK）的近视界区域被赋予了增强的对称群的事实。我们继续在这个方向上，并表明，对于一些共形自相似的解决方案，NHEK力自由方程减少到一个单一的非线性常微分方程，这是很难解决的简单集成。我们在这里介绍一种新的方法，专门针对这个问题，并描述如何可以获得物理上有意义的解决方案。
2016-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Building better spin models for merging binary black holes: Evidence for non-spinning and rapidly spinning nearly aligned sub-populations
最近的工作描绘了一个矛盾的肖像黑洞自旋分布在合并双星测量与引力波。一些分析发现，相当一部分的合并双星包含至少一个黑洞的自旋倾斜$>90^\circ$相对于轨道角动量矢量，这已被解释为一个签名的动态组装。其他分析发现，数据是一致的双峰人口，其中一些双星包含黑洞与可忽略的自旋，而其余的包含黑洞的自旋矢量优先与轨道角动量矢量对齐。在这项工作中，我们仔细检查模型的分布黑洞自旋，以查明可能的故障模式，该模型产生一个错误的结论。我们重新分析数据从第二个LIGO-室女座引力波瞬态目录（GWTC-2）使用修订的自旋模型，它允许一个子群的黑洞可以忽略不计的自旋。与Roulet等人最近的结果一致，我们发现GWTC-2的检测结果与两个不同的亚群是一致的。我们估计合并双星的$29-75\%$（90\%可信区间）包含自旋可忽略的$χ\approx 0$的黑洞。剩下的双星是第二个子群的一部分，其中自旋矢量优先（但不完全）与轨道角动量对齐。第二个子群中的黑洞的特征是自旋为$χ\sim0.45$。我们认为，推断的自旋分布是一致的假设，所有合并的双星形式通过字段形成的情况。
2022-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Self-gravitating disks around rapidly spinning, tilted black holes: General relativistic simulations
我们进行广义相对论模拟的自引力黑洞磁盘中的黑洞的自旋显着倾斜（$45^\circ$和$90^\circ$）相对于磁盘的角动量和磁盘的黑洞质量比为$16\%-28\%$。这些黑洞以无量纲的速度快速旋转，旋转速度高达$\sim 0.97$。这些是第一个自洽的流体动力学模拟这样的系统，这可能是多信使天文学的主要来源。特别是倾斜的黑洞-盘系统导致：i）黑洞进动; ii）盘进动和围绕黑洞的翘曲; iii）与对准/反对准系统相比，Papaloizou-Pringle不稳定性的饱和更早，尽管具有更短的模式生长时间尺度; iv）获得小的黑洞反冲速度; v）通过各种模式发出的引力波显著超过典型的$(2,2)$模式，但强度与之相当; vi）圆盘的角动量与黑洞自旋广泛对齐的可能性。该对齐与Bardeen-Petterson效应无关，类似于实体旋转。我们的模拟表明，我们模型中的任何电磁光度都可能为相对论性喷流提供动力，例如那些表征短伽马射线暴的喷流。根据黑洞-盘系统的尺度，引力波可以被LIGO/Virgo、LISA和/或其他激光干涉仪探测到。
2022-09-09 astro-ph.HE gr-qc
The Heavier the Faster: A Sub-population of Heavy, Rapidly Spinning and Quickly Evolving Binary Black Holes
提出“无量纲净自旋”并利用分层贝叶斯推断发现双黑洞存在快速自旋且快速演化的高质量子群，表明动力学过程在形成高总质量双黑洞中起关键作用。
2024-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Rapidly Spinning Intermediate-Mass Black Hole 3XMM J150052.0+015452
被黑洞潮汐破坏的恒星可以形成一个具有超爱丁顿质量吸积率的吸积盘;内部盘产生的X射线辐射提供了对黑洞质量$M_\bullet$和无量纲自旋参数$a_\bullet$的约束。以前的研究表明，负责潮汐破坏事件3XMM J150052.0+015452（以下简称J150052）的$M_\bullet$是$\sim$ 10 $^{5} M_{\odot}$，在中间黑洞（IMBH）制度。用我们最新的细长吸积盘模型拟合2008年之后在源的十年衰变期间获得的多历元XMM-牛顿和钱德拉X射线光谱，给出了$M_\bullet = 2.0^{+1.0}_{-0.3}\times10^{5} M_{\odot}$（68%置信度）和$a_\bullet > 0.97$（84.1%置信度下限）。2008-2014年之间获得的光谱比2014年之后的光谱明显更硬，这种演变可以通过包括日冕对早期光谱的逆康普顿化效应来很好地解释。当源吸积率为超爱丁顿时，日冕存在，而在2014年之后获得的数据中，当质量吸积率在爱丁顿极限附近时，没有证据表明它的影响。根据我们的光谱研究，我们推断日冕是光学厚和温暖（$kT_e=2.3^{+2.7}_{-0.8}$ keV）。我们对J150052的质量和自旋测量证实了它是一个IMBH，并指向一个快速的、接近极值的自旋。这些$M_\bullet$和$a_\bullet$值排除了质量为$\si…
2022-11-30 astro-ph.HE
Rapidly Spinning Compact Stars with Deconfinement Phase Transition
我们研究了快速旋转的致密星的状态方程具有一个强耦合的核物质和退禁闭夸克物质之间的一级相变，采用规范/重力对偶。我们考虑一个家庭的模型，它允许纯强子均匀旋转的恒星质量约$2.9\, \mathrm{M}_\odot$，因此与解释兼容的第二个组件（$2.59^{+0.08}_{-0.09}\, \mathrm{M}_\odot$）在GW 190814是一个中子星。这些恒星的中心密度是核饱和密度的几倍，因此强耦合和非微扰效应变得至关重要。我们构建的模型中，静态（旋转）恒星$M_{\mathrm{TOV}}$（$M_{\mathrm{max}}$）的最大质量是由长期不稳定性或相变引起的崩溃。我们发现$M_{\mathrm{max}}/M_{\mathrm{TOV}}$的最大值的情况下，相变决定$M_{\mathrm{max}}$，这将我们的拟合结果$M_{\mathrm{max}}/M_{\mathrm{TOV}} = 1.227^{+0.031}_{-0.016}$，一个值略高于Breu-Rezzolla绑定$1.203^{+0.022}_{-0.022}$推断模型没有相变。
2020-09-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quasinormal resonances of rapidly-spinning Kerr black holes and the universal relaxation bound
普遍的弛豫界表明，微扰热力学系统的弛豫时间从下到上受简单的时间-时间-温度（TTT）量子关系$τ\times T\geq {{\hbar}\overπ}$约束。已知在$MT_{\text{BH}}/\hbar\ll m^{-2}$区域中的近极值Kerr黑洞的某些微扰模式由归一化弛豫时间$πτ\times T_{\text{BH}}/\hbar$表征，在接近极限$MT_{\text{BH}}/\hbar\to0$时，在$1$周围作无穷多次微小的等振幅振荡，因此不能直接用来验证TTT界在黑洞时空的整个参数空间中的有效性（这里$\{T_{\text{BH}},M\}$分别是黑洞的贝肯斯坦-霍金温度和质量，而$m$是线性化微扰模式的方位调和指数）。在本紧凑的文件中，我们明确证明，所有快速自旋克尔黑洞尊重TTT弛豫界限。特别是，使用分析技术，它证明了所有的黑洞扰动模式的互补制度$m^{-1}\ll MT_{\text{BH}}/\hbar\ll1$的特点是松弛时间与简单的无量纲属性$πτ\times T_{\text{BH}}/\hbar\geq1$。
2022-02-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Stationary bound-state scalar configurations supported by rapidly-spinning exotic compact objects
一些量子引力理论认为，经典黑洞的吸收视界应该被一个反射面所取代，该反射面位于可能的经典视界上方一个微观距离处。而不是一个吸收黑洞，由此产生的无视界时空描述了一个反射外来紧凑的对象。基于这一有趣的预言，在本文中，我们探讨了奇异的紧凑对象的物理性质，这些对象是线性耦合到固定的束缚态大质量标量场配置。特别地，在质量为$M$和角动量为$J=Ma$的快速旋转的奇异致密物体的背景中，求解具有适当质量$μ$和球谐指数$(l,m)$的定常标量场的Klein-Gordon波动方程，我们导出了奇异紧致天体的{ \it离散}半径$\{r_{\text{c}}(μ,l,m,M,a;n)\}$的一个紧致解析公式，它能支持定常的束缚-说明大量标量场配置。我们通过直接数值计算证实了我们的分析结果。
2018-03-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Second Plateau in X-ray Afterglow Providing Additional Evidence for Rapidly Spinning Magnetars as the GRB Central Engine
在尼尔·盖尔斯的\emph{Swift}数据中已经收集到了伽马射线暴（GRB）中心引擎的证据。例如，一些伽玛暴显示出内部X射线平台，随后是非常陡峭的衰变，这很难在黑洞（BH）中心引擎的框架内解释，但在快速旋转的磁星引擎图片中是一致的。在高原的末端，非常陡峭的衰减表明中心引擎突然停止，这被解释为超大质量磁星在旋转时坍缩成黑洞。在这里，我们提出了一些额外的证据，如第二个X射线平台功能会出现，如果回落吸积可以激活新生BH和足够的能量可以从新生BH转移到伽玛射线暴冲击波。通过对所有长伽玛暴的系统数据分析，我们在\emph{Swift}样本中发现了三个候选者，即，GRB 070802、090111和120213 A，其X射线余辉光变曲线包含两个平台，第一个是内部平台。我们发现，在一个相当宽松和合理的参数空间，第二个X射线平台数据的所有3个伽玛暴可以很好地解释与我们提出的模型。未来的观测可能会发现更多类似的事件，这可能会提供更多关于磁星和新生BH性质的信息。
2020-05-02 astro-ph.HE hep-th
A Search for Rapidly Spinning Pulsars and Fast Transients in Unidentified Radio Sources with the NRAO 43-Meter Telescope
我们从NRAO VLA巡天（NVSS）目录中选择了75个未识别的射电源，以寻找快速旋转的射电星和短而分散的射电爆发。这些源是射电明亮的，没有识别或光源重合，线性偏振超过5%，并且在星表中空间上无法分辨。如果这些源是快速旋转的脉冲星（例如亚毫秒脉冲星），则由于仪器和计算的限制，遮蔽效应或衍射闪烁，以前的大规模脉冲星调查可能会错过检测。亚毫秒脉冲星的发现将极大地限制中子星的状态方程，并将对预测高度回收的X射线脉冲星快速减速到毫秒周期的模型产生影响，例如，吸积盘退耦。这些相同的来源以前在610兆赫的脉动搜索不成功的洛弗尔望远镜在Jodrell银行。这项新的搜索是在一个不同的时期进行的，在NRAO 43米望远镜上有一个新的800 MHz后端，中心频率为1200 MHz。我们的搜索是敏感的亚毫秒级在高度加速的二进制系统和短暂的瞬态脉冲。没有从任何目标源检测到周期性或瞬态信号。我们的结论是，衍射闪烁，色散拖尾，和二进制加速是不太可能阻止检测的绝大多数来源，如果他们是pneumatars，虽然我们不能排除日食，调零或间歇性发射，或无线电干扰作为可能的因素，一些非检测。其他（推测性的）可能性包括无线电发射的磁性激变变星或具有对齐的磁轴和自旋轴的更古老的恒星。
2013-02-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapidly Spinning Massive Pulsars as an Indicator of Quark Deconfinement
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）；University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（先进系统理解中心）
研究旋转混合星，重点探讨自转对夸克去束缚相变及星体性质的影响，通过混合方程状态模型分析夸克物质相变，构建不同夸克物质起始密度的混合星序列。
2025-12-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
An alternative interpretation of GW190412 as a binary black hole merger with a rapidly spinning secondary
LIGO-Virgo合作最近报道了GW 190412的性质，GW 190412是一个不相等分量质量的二元黑洞合并（使用EOBNR PHM近似时质量比为$0.25^{+0.06}_{-0.04}$）和与轨道角动量一致的非零有效自旋。他们使用没有信息的先验来推断更大质量的黑洞在90%的置信度下具有0.17和0.59之间的无量纲自旋幅度。我们认为，在孤立的二元演化的背景下，这是更自然的假设，先验的第一个出生的，更大的质量黑洞有一个可以忽略不计的自旋，而质量较小的黑洞的自旋优先与轨道角动量对齐，如果它是由潮汐旋转。在这种天体物理学的动机下，我们得出结论，低质量黑洞有一个无量纲的自旋分量在0.64和0.99之间沿轨道角动量。
2020-04-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Slowly decaying ringdown of a rapidly spinning black hole II: Inferring the masses and spins of supermassive black holes with LISA
本研究预估LISA探测极端质量比并合时，快速自旋超大质量黑洞的质量与自旋测量误差，表明高角向模式激发可提高精度，近极端情形下误差分别约1%和0.1%。
2024-03-19 astro-ph.HE gr-qc
Ringdown of a postinnermost stable circular orbit of a rapidly spinning black hole: Mass ratio dependence of higher harmonic quasinormal mode excitation
本研究基于Teukolsky-Sasaki-Nakamura形式体系，数值探究快速自旋黑洞ISCO后铃振引力波高次谐波准正模激发的质量比依赖，发现高自旋主黑洞的中等质量比并合中高次谐波激发显著，可为空间引力波探测检验广义相对论提供新途径。
2024-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Rapidly spinning dark matter-admixed neutron stars
本研究建模了暗物质独立自转的均匀自转中子星，考察共转与反转情景下暗物质对质量-半径关系、开普勒极限和转动惯量等宏观性质的影响，为自相互作用暗物质的天体物理意义提供新见解。
2025-06-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The First X-ray Polarimetry of GRS 1739--278 Reveals Its Rapidly Spinning Black Hole
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Department of Astronomy, University of Geneva（日内瓦大学天文系）；Fluid and Complex Systems Centre, Coventry University（考文垂大学流体与复杂系统中心）；INAF—Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学和行星科学研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文系）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）
GRS 1739--278的X射线偏振测量揭示其极端高自转黑洞的几何结构和相对论效应。
2025-12-26 astro-ph.HE
Testing the multipole structure and conservative dynamics of compact binaries using gravitational wave observations: The spinning case
在早期的工作[S。Kastha等人，PRD { \bf 98}，124033（2018）]，我们开发了{ \it参数化多极引力波定相公式}来检验准圆轨道上非自旋致密双星的广义相对论。本文推广了这一方法，将自旋的重要作用包括在内旋动力学中。进一步考虑了致密双星守恒能量PN系数的参数标度，得到了准圆轨道非旋进自旋致密双星的参数化定相公式.我们还计算了第二代和第三代地基引力波探测器网络以及计划中的天基探测器LISA将能够测量多极形变参数和结合能参数的预测精度。基于不同的源配置，我们发现，第三代探测器的网络将有可比的能力，LISA在约束的保守和耗散动力学的紧凑的二元系统。这种参数化的多极波形不仅在使用引力波探测导出多极和结合能系数与广义相对论的任何偏差的第一上限方面非常有用，而且对于下一代引力波探测器的科学案例研究也非常有用。
2019-05-17 astro-ph.HE gr-qc
MAXI J1820+070: A rapidly spinning black hole with a small disk truncation in the soft state and warm corona layers
University of Ioannina（约阿尼纳大学）；University of Western Macedonia（西马其顿大学）；Trumeter Ltd（Trumeter有限公司）
通过NuSTAR观测数据对MAXI J1820+070的自转进行广谱光谱建模，发现其黑洞自转速度快（a>0.75），并揭示软态中期内盘温度下降及可能的盘截断现象，同时发现软X射线过剩辐射可能来自位于10Rg以外的温暖回旋层。
2026-10-14 astro-ph.HE hep-ph
A lower bound on the maximum mass if the secondary in GW190814 was once a rapidly spinning neutron star
最近发现的GW 190814的特征是合并了一个二进制与一个主要的质量为$\sim 23\,M_{\odot}$和一个次要的质量为$\sim 2.6\,M_{\odot}$。虽然主恒星很可能是一个黑洞，但副恒星可以被解释为有史以来观测到的最轻的黑洞或质量最大的中子星，但也表明存在一类新颖的外来紧凑天体。我们在这里认为，在GW 190814中的次级不一定是一个从头算黑洞，也不一定是一个奇异的物体;相反，根据我们目前对核物质状态方程的理解，它可以是一个快速旋转的中子星，在合并前的某个时刻坍缩成一个旋转的黑洞。使用连接均匀旋转的中子星的质量和自旋的普遍关系，我们估计的自旋，$0.49 \lesssim χ\lesssim 0.68$，的二次-一个数量不受限制，到目前为止的检测-和一个新的严格的下限的最大质量，$M_{\rm TOV} > 2.08^{+0.04}_{-0.04}\, \,M_{\odot}$，非旋转的中子星，符合最近的观测一个非常大质量的脉冲星。即使在次级中子星从未坍缩成黑洞的可能性较小的情况下，新的下限也仍然有效。
2020-09-21 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
A Metric for Rapidly Spinning Black Holes Suitable for Strong-Field Tests of the No-Hair Theorem
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞是由它们的质量和自旋唯一表征的，并由克尔度规描述。有人提出了几种偏离克尔度规的参数，以研究电磁波谱和引力波谱中与预期克尔信号不同的观测特征。然而，由于无毛定理，如果这些时空是爱因斯坦场方程的解，那么它们不可能在事件视界之外的任何地方都是正则的;它们通常在外部观察者可以到达的时空区域中以裸奇点或闭合的类时环为特征。对于无毛定理的观测测试，涉及在圆形光子轨道或黑洞周围的最内部稳定圆形轨道附近的现象，这些病态限制了度量的适用性，仅限于不快速旋转的紧凑对象。在本文中，我们构造了一个Kerr型度规，它除了依赖于它的质量和自旋之外还依赖于一组自由参数，并且在事件视界之外处处正则。我们推导出了在围绕黑洞的赤道圆轨道上的粒子的能量和角动量的表达式，并计算了最内层稳定圆轨道和圆光子轨道的位置。我们证明，这些轨道的变化显着，即使是温和的偏离克尔度规。我们的度规的性质使它成为一个理想的时空，可以利用任意自旋的天体物理学黑洞周围的吸积流的性质，在电磁波谱中对无毛定理进行强场检验。
2011-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Jet Luminosity From Neutrino-Dominated Accretion Flows in Gamma-Ray Bursts
围绕恒星质量黑洞形成的超吸积盘是为伽马射线暴（GRB）提供动力的中央引擎的合理模型。如果中心黑洞旋转，极向磁场穿过它的视界，一个强大的相对论性喷流可能被类似于布兰德福德-兹纳杰克机制的过程驱动。假设极向磁场强度与内部吸积盘压力相当，我们估计了这种喷流的光度。我们发现，当吸积流通过光学薄中微子发射冷却时，射流效率达到最大值。如果黑洞的旋转速度足够快，喷流的光度要比中微子-反中微子湮灭的能量沉积大得多。当快速旋转的黑洞的吸积速率足够大（> 0.003- 0.01兆太阳/秒）时，预测的喷流光度足以驱动伽玛暴。
2012-11-21 astro-ph.HE
How To Spin Black Holes Up In High-Mass X-ray Binaries And Not Merge In The Attempt
天体物理学上的黑洞（BH）可以用它们的质量和自旋来描述。然而，产生快速旋转的黑洞是非常困难的，因为产生它们的恒星在黑洞形成之前就失去了大部分的角动量。如果双星的前身星与一颗低质量的恒星在一个紧密的轨道上配对，它们可以产生快速旋转的黑洞（通过潮汐），而那些有大质量伴星的双星则不能（因为它们不适合这样的轨道）。一些快速旋转的黑洞（BH）被观察到与非常大质量的伴星配对，违背了恒星形成的范式。模型，减少恒星的核心-信封相互作用（和风）不匹配的意见，也不好的理论，我表明他们也错过了解释的能量。黑洞自旋不能在恒星坍缩过程中产生;通过爆炸回退物质使用轨道自旋与观测结果不符;通过公认的质量转移通道旋转黑洞需要比它们的寿命更长的时间，它通常被丢弃。我表明，快速的质量转移机制，预计合并BH和恒星，成功地旋转BH，并显示一种机制，以避免合并和主要危险的替代品，同时自然地解释的意见。在高能BH天体物理学背景下，其影响可能是范式转移和深远的。
2022-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hints of spin-magnitude correlations and a rapidly spinning subpopulation of binary black holes
本研究利用GWTC-3的引力波数据，通过分层推断方法发现双黑洞自旋存在两个子群（可信度超95%），为黑洞自旋种群模型提供了新线索。
2024-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Alternative possibility of GW190521: Gravitational waves from high-mass black hole-disk systems
在数值相对论的框架下，我们演化出质量为$15$ - $50M_\odot$的高质量盘绕着旋转的$50M_\odot$黑洞旋转。这种高质量系统可能是快速旋转的超大质量恒星坍缩的结果。大质量盘对具有最大分数密度扰动$δρ/ρ\gtrsim 0.1$的所谓单臂螺旋形变形是动力学不稳定的，因此，高振幅引力波被发射。波形的特征在于在100 Mpc的假设距离处具有频率为$\sim 40$ - $50$ Hz和最大振幅为$(1$ - $10)\times 10^{-22}$的初始高振幅猝发以及随后的低振幅准周期振荡。我们说明，在我们的模型与广泛的磁盘质量的波形类似的GW 190521。我们还指出，来自快速旋转的超大质量恒星的引力波可以作为第三代引力波探测器的源，用于探测早期宇宙中快速旋转的质量为$\sim 50$ - $100M_\odot$的大质量黑洞的形成过程。
2021-03-26 astro-ph.HE
Very Massive, Rapidly Spinning Binary Black Hole Progenitors through Chemically Homogeneous Evolution -- The Case of GW231123
本研究利用MESA模拟低金属丰度超大质量双星的化学均匀演化，证明其可自然形成匹配GW231123黑洞质量与高自旋的前身星，并给出自旋—质量紧密相关关系。
2025-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Epicyclic oscillations in spinning particle motion around Kerr black hole applied in models fitting the quasi-periodic oscillations observed in quasars and microquasars
研究恒星质量黑洞（BH）双星或类星体中观测到的X射线通量的准周期振荡（QPO），可以为检验强引力区的现象提供有力的工具。因此，我们适合的QPO的数据，观察到在众所周知的类星体，以及微类星体的开普勒磁盘修改为旋转测试粒子的周转振荡的模型的框架内的测地振荡克尔BH。我们发现，修正的QPO测地线模型可以解释类星体和微类星体的观测固定数据，但不是所有的来源。我们成功地拟合了周转共振及其变体、相对论岁差及其变体、潮汐破裂以及翘曲盘模型的高频QPO模型，并讨论了模型参数的相应约束，即测试粒子的自旋$S$、BH的质量$M$和自旋$a$。
2021-04-19 astro-ph.HE
Magnetosphere of a spinning black hole and the role of the current sheet
本文在无力电动力学的背景下重新讨论了浸没在均匀磁化等离子体中的旋转黑洞的问题。这样的配置已被发现放松到静止的射流解决方案，由黑洞的旋转能量提供动力。我们写下一个解析描述的喷流解决方案在低黑洞自旋限制，并证明它提供了一个很好的近似动态发现的配置。为了表征快速旋转黑洞的磁层，我们发现在黑洞能层中形成的电流片起着至关重要的作用。我们研究了电流片的性质，以及它在确定射流解和从黑洞中提取能量的速率方面的重要性。
2018-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Inspiral of a Spinning Black Hole--Magnetized Neutron Star Binary: Increasing Charge and Electromagnetic Emission
黑洞-中子星双星的并合一直是天体物理学研究的热点之一，因为这类事件可能产生包括引力波和宽带电磁波在内的多信使信号。在本文中，我们研究了自旋BH和磁化NS组成的双星螺旋的电磁辐射。在观测上，BH通常比$\sim7M_\odot$质量更大，NS的质量为$\simeq 1.4M_\odot$。在这样一个双星的螺旋过程中，BH将根据Wald的充电情况积累越来越多的电荷，尽管BH最终将不可避免地吞下NS。通过磁偶极辐射、电偶极辐射和磁重联三种能量耗散机制计算了辐射的亮度和能量。我们发现，磁偶极子辐射由于自旋的越来越多的充电BH和磁重联之间的BH和NS可能是最显着的最后inspiral阶段。我们发现，如果BH快速旋转，NS被强烈磁化，这些机制将导致可检测的EM信号（例如，短持续时间的X射线瞬变）。
2019-03-08 astro-ph.HE
Non-equatorial scalar rings supported by rapidly spinning Gauss-Bonnet black holes
本文揭示了快速旋转的 Kerr 黑洞在 Gauss-Bonnet 引力下能支持一对非赤道大质量标量环，并给出了其存在的临界自旋条件与无量纲泛函关系。
2024-12-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
QPOs from the Viscous Transonic Accretion Flow Around a Spinning Black Hole
Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿亚巴塔观测科学研究所）；Department of Applied Physics, Mahatma Jyotiba Phule Rohilkhand University（马哈特玛·乔蒂巴·普尔罗希勒坎德大学应用物理系）；Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天体物理中心）
通过研究旋转黑洞周围黏性跨音速吸积流中的激波振荡，发现黑洞自旋参数强烈影响准周期振荡（QPO）的频率范围，并得到QPO频率与幂律光子指数之间的相关性。
2026-05-29 astro-ph.HE
A subpopulation of low-mass, spinning black holes: signatures of dynamical assembly
本文通过引力波观测发现低质量端存在快速各向同性自旋的第二代黑洞子群体，揭示第二代黑洞质量峰值约在16倍太阳质量，并据此推断第一代黑洞质量分布在12至20倍太阳质量间存在显著凹陷。
2025-11-07 astro-ph.HE gr-qc
Super-spinning compact objects and models of high-frequency quasi-periodic oscillations observed in Galactic microquasars
我们以前已经应用了几种高频准周期振荡（HF QPO）模型来估计银河系三个微类星体GRS 1915+105，GRO J1655-40和XTE J1550-564中中心克尔黑洞的自旋。在这里，我们探讨了另一种可能性，即中心致密体是一个超自旋物体（或裸奇点），其外部时空由Kerr几何描述，无量纲自旋参数a = cJ/GM ~ 2> 1.我们计算了在以前研究中考虑的HF QPO模型的一个子集的相关自旋间隔.我们的分析表明，除了一个模型之外，所有考虑的模型都存在至少一个a > 1的区间，该区间与由三个源独立估计的中心致密物体质量的范围给出的约束相容。对于大多数模型，a的推断值是极端克尔黑洞值a = 1的几倍。这些值可能太高了，因为当a >> 1时，超自旋通常被认为会由于吸积而迅速减小。在这种情况下，我们得出结论，只有周转和开普勒共振模型提供的估计是兼容的期望，只是一个小的偏差，从a = 1。
2014-10-22 astro-ph.HE
Establishing a relation between mass and spin of stellar mass black holes
恒星质量黑洞（SMBH），由非常大质量的快速旋转恒星的核心坍缩形成，预计会在它们周围显示出高密度的吸积盘，这些吸积盘是由坍缩恒星的旋转地幔发展而来的。由于密度和温度都很高，这类盘是中微子的有效发射体，因此被称为中微子冷却盘。追踪观测到的（中微子）光度与黑洞（BH）的质量、自旋和吸积率（M_dot）之间的物理关系，建立了SMBH形成阶段的自旋和质量之间的关系。我们的工作表明，对于给定的M_dot，自旋黑洞比非自旋黑洞质量更大。然而，缓慢旋转的BH可以变得比旋转的BH更大，如果M_dot在它们的形成阶段比更快旋转的BH更高。
2013-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Near-horizon Kerr Magnetosphere
我们利用快速旋转的黑洞的近视界共形对称性来确定它们的磁层的普适性质。本文导出了磁层在近视界区极限形式的解析表达式。对称性表明，这意味着黑洞迈斯纳效应持有自由麦克斯韦场，但一般违反了无力场。我们进一步表明，在极值极限，近地平线等离子体粒子是无限提升相对于吸积流。因此，由快速旋转的黑洞提供动力的活动星系核是高能粒子碰撞的天然场所。
2016-05-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
Turbulent Black Holes
我们发现，快速旋转的黑洞可以显示湍流引力行为，这是由一种新的参数不稳定性介导的。这种不稳定性将能量从较高的时间和方位角空间频率转移到较低的频率-一种让人想起2+1维湍流流体所显示的逆能量级联的现象。我们的发现揭示了快速旋转的黑洞扰动的引力湍流路径，并提供了渐近平坦时空中引力湍流的第一个证据。有趣的是，这一发现预测可观察到的引力波签名等现象在黑洞二进制与高自旋，并给出了一个引力描述湍流相关的流体重力对偶。
2014-03-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Partial tidal disruptions of spinning eccentric white dwarfs by spinning intermediate mass black holes
本文通过光滑粒子流体动力学模拟，研究旋转白矮星在偏心轨道上被旋转中等质量黑洞部分潮汐瓦解的过程，揭示黑洞与恒星自旋耦合对碎片质量分布和晚期回落率的影响，并指出引力波信号在该参数范围内不受恒星自旋影响。
2025-08-17 astro-ph.HE gr-qc
The Formation of Rapidly Rotating Black Holes in High Mass X-ray Binaries
像天鹅座X-1这样的高质量X射线双星（HMXRB）拥有一些迄今为止已知的旋转速度最快的黑洞（BH），达到旋转参数$a \gtrsim 0.84$。然而，有几种效应可以严重限制直接坍缩所能获得的最大BH自旋参数，例如潮汐同步，磁核-包络耦合和质量损失。在这里，我们提出了一个替代方案，其中BH是由{ \it失败}超新星（SN）爆炸，无法解除恒星祖。大量的回退物质被吸积，它们与次级粒子的相互作用自然会增加其整体角动量含量，因此，吸积时BH的自旋也会增加。通过SPH流体动力学模拟，研究了一颗$8M_{\odot }$前SN星与一颗轨道周期为$\approx1.2$天的$12M_{\odot}$伴星组成的密近双星的不成功爆炸，发现即使直接坍缩的自旋参数为$a \lesssim 0.3$，也有可能得到一个高自旋参数$a\gtrsim0.8$的BH.这种情况也自然地解释了在HMXRB恒星同伴中观察到的大气金属污染。
2017-08-02 astro-ph.HE
Magnetized accretion onto rapidly spinning binary black holes: mini-disk thermodynamics, magnetic transport, and dual jets
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Center for Computational Relativity and Gravitation, Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院计算相对论与引力中心）；School of Physics and Astronomy, Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院物理与天文学院）；Department of Physics & Astronomy, University of Tennessee（田纳西大学物理与天文学系）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学学院）；Dipartimento di Fisica “G. Occhialini”, Università di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学“G.奥恰利尼”物理系）
本研究通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，探究间距30引力半径、无量纲自旋χ=0.9的等质量快速旋转双黑洞的磁化吸积，发现其形成能量效率≈40%的开关式双喷流，且迷你盘热力学影响喷流特性。
2026-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Shapiro Delays at the Quadrupole Order for Tests of the No-Hair Theorem Using Pulsars around Spinning Black Holes
检验无毛定理的一个途径是通过对一颗靠近黑洞的脉冲星进行计时，并拟合脉冲到达时间的四极效应。如果测量到偏离克尔四极的情况，那么无毛定理就失效了。为此，我们推导出一个表达式的光的旅行时间延迟的脉冲星轨道所描述的黑洞时空的Butterdum-Ipser度规，它有一个任意的自旋和四极矩。我们考虑的条款，四极为了在黑洞度规和推导出的时间延迟表达式在一个封闭的解析形式。这允许快速计算，这对于拟合天体物理学黑洞附近轨道的双星的到达时间观测是有用的。
2015-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity's No-Hair Theorem with X-Ray Observations of Black Holes
尽管广义相对论在弱引力领域取得了成功，但它在强引力领域还有待验证。在本文中，我们提出了详细的射线跟踪模拟的结果，旨在澄清，如果合并的信息从X射线光谱，定时，恒星质量和超大质量黑洞的偏振观测可以用来测试GR的无毛定理。后者指出，静态天体物理学的黑洞描述的克尔族的度量与黑洞的质量和自旋是唯一的自由参数。我们使用四个“非克尔度量”，一些现象学的性质和其他动机的替代引力理论，并研究观测签名的偏离克尔度量。特别注意的情况下，当所有的指标设置为给相同的最内稳定圆轨道（ISCO）在准Boyer Lindquist坐标。我们给出了一个详细的讨论的相似性和差异的观测签名预测的黑洞的克尔度规和非克尔度规。我们强调，即使某些区域的参数空间几乎是简并的，即使当结合来自所有观测通道的信息时，非常快速旋转的黑洞的X射线观测可以用来排除替代度规的参数空间的大区域。虽然在参数空间的某些部分很难区分克尔度规和非克尔度规，但对像天鹅座X-1这样旋转非常快的黑洞的观测可以用来排除几个黑洞度规的大区域。
2016-01-09 astro-ph.HE
Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar
《星际穿越》是第一部试图描绘黑洞的好莱坞电影，因为它实际上会被附近的人看到。为此，我们开发了一个名为DNGR（双负引力渲染器）的代码来求解通过旋转（克尔）黑洞的弯曲时空的光束（光束）传播方程，并渲染IMAX质量的快速变化的图像。我们的光线束技术对于实现IMAX质量的平滑而不闪烁至关重要。本文有四个目的：（i）为物理学家和CGI从业者描述DNGR。(ii)为了呈现我们使用的方程，当相机在克尔黑洞附近的任意位置处于任意运动时，通过椭圆光束将光源映射到相机图像。(iii)描述新的见解，从DNGR，到引力透镜时，相机是附近的旋转黑洞，而不是在几乎所有以前的研究遥远。(iv)描述电影\emph{Interstellar}中黑洞Gargantua及其吸积盘的图像是如何用DNGR生成的。在这篇论文的吸积盘部分没有新的天体物理学见解，但盘新手可能会发现它在教学上很有趣，电影爱好者可能会发现它对星际的讨论很有趣。
2015-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic scattering of a fast spinning neutron star by a massive black hole
利用自旋二次Mathisson-Papapetrou- Dixon（MPD）方程研究了快自旋中子星遇到无限轨道大质量黑洞时的轨道动力学.我们考虑黑洞重力场中自旋中子星以天体物理相关速度的运动。对于这种低速散射，这些中子星所遵循的双曲线轨道都具有e = 1的偏心率，与e >> 1的轨道相比，具有明显的性质。我们发现，与测地线运动相比，自旋-轨道耦合和自旋-自旋耦合将导致空间无穷远处散射角的变化，并且这种变化在低速散射中比在高速散射中更为显著.这样的变化导致在几个小时的观测内脉冲到达时间的可观测差异，并且对于较大的BH质量或较长的旋转周期，可达几天或几个月。这样一个相对论性脉冲星BH系统也会在LISA的灵敏度波段内发出一系列引力波（GW），在最佳设置下，可以在100 Mpc的距离内看到。用SKA或FAST对这样的GW爆发进行无线电跟踪将允许以高精度测量轨道参数并测试广义相对论（GR）的预测。
2021-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the neutron star maximum mass and lower mass gap in neutron star-black hole systems with spin
引力波探测中子星-黑洞（NSBH）并合系统可以探测中子星（NS）和黑洞（BH）的质量分布，特别是在NS和BH质量之间的过渡处。特别感兴趣的是最大NS质量，最小BH质量，以及它们之间的潜在质量差。虽然以前的GW人口分析假设所有的NS服从相同的最大质量，如果快速旋转的NS存在，他们可以扩展到更大的最大质量比nonspinning NS。事实上，几位作者提出，事件GW 190814中的$\sim2.6\,M_\odot$物体--迄今为止观测到的质量最大的NS或质量最小的BH--是一个快速旋转的NS。因此，我们推断NSBH质量分布与NS自旋分布，NS最大质量作为自旋的函数建模。利用包括GW 190814在内的4个LIGO-Virgo NSBH事件，如果我们假设NS自旋分布均匀，直到最大自旋（破裂），我们推断最大非自旋NS质量为$2.7^{+0.5}_{-0.4}\,M_\odot$（90%可信度），而假设只有非自旋NS，NS最大质量必须为$>2.53 M_\odot$（90%可信度）。数据支持质量间隙的存在，最小BH质量在$5.4^{+0.7}_{-1.0} M_\odot$。随着未来的观测，在简化的假设下，150个NSBH事件可能会限制最大的非旋转NS质量$\pm0.02\,M_\odot$，我们甚至可以测量NS旋转和最大质量之间的关系完全从GW数据。如果存在快速旋转的NS，它们的自旋和…
2022-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric mergers of black holes with spinning neutron stars
我们研究了动态捕获的黑洞-中子星（BH-NS）并合过程中中子星自旋的影响。这些事件可能发生在稠密的恒星区域，如球状星团，那里的大多数中子星预计将快速旋转。我们初始化的BH-NS系统的位置和速度对应于边际未绑定的牛顿轨道，并使用广义相对论流体动力学模拟发展它们。我们发现，即使是适度的自旋也可以显着增加未结合材料的质量。在一些更极端的情况下，可能有高达太阳质量的三分之一的非束缚物质。同样，大量潮汐剥离的物质可以保持束缚，并最终吸积到BH上-在某些情况下多达太阳质量的十分之一。这些模拟表明，为了对伴随这些源的引力波和电磁瞬态信号进行可靠的预测，处理中子星自旋是重要的。
2015-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic tests of horizonless rotating black hole mimickers
自从第一次探测到引力波以来，人们对天体物理观测对理解黑洞结构的意义越来越感兴趣。为了限制其他黑洞模型而提出的许多论点都依赖于一些实质性的假设，例如完美的球对称，这意味着没有旋转。然而，鉴于天体物理学上的黑洞一般会表现出非零的角动量，现实的约束必须考虑旋转的影响。在这项工作中，我们分析的引力效应，旋转的超紧凑物体的表面上的发射，通过研究角动量如何影响光线的传播。这使我们能够评估超大质量黑洞（更具体地说，人马座A* 和M87*）假设缺乏旋转的约束的可靠性，如[Astrophys. J. 701，1357（2009）; Astrophys. J. 805，179（2015）]。我们发现，对于快速旋转的对象旋转可以显着影响逃逸概率的光子从物体的表面发射的，与一个显着的增加在赤道地区和减少在两极相对于非旋转的情况下。对于像人马座A* 这样旋转不那么快的黑洞候选者，这样的修改不会显著影响目前的约束，然而，由于这里考虑的相对论透镜和描述基本过程（如吸收）的额外唯象参数，这些约束比最初假设的要弱。然而，考虑到快速旋转的黑洞模仿者的表面发射的角度依赖性将是必要的，为未来的研究对象，如M87*。
2021-01-29 astro-ph.HE gr-qc
The Fast and the Frame-Dragging: Efficient waveforms for asymmetric-mass eccentric equatorial inspirals into rapidly-spinning black holes
University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；European Space Agency (ESA)（欧洲航天局（ESA））；University of Southampton（南安普顿大学）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；NASA Marshall Space Flight Center（美国宇航局马歇尔太空飞行中心）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文提出了一种高效方法，用于生成非对称质量偏心赤道 inspirals 进入快速旋转黑洞的波形，支持偏心率 e < 0.9 和半焦距参数 p < 200，生成长时程 IMRI 波形，且在 100 毫秒内完成，具有 10^-5 的匹配度。
2025-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Conformally curved initial data for charged, spinning black hole binaries on arbitrary orbits
提出了一种构造任意轨道上自旋带电黑洞双星共形弯曲初始数据的方法。我们推广了叠加的Kerr-Schild，扩展的共形薄夹层结构[Lovelace et al.，Phys. Rev. D {78}，084017（2008）]，以使用叠加黑洞的Kerr-Newman度量并求解电磁约束方程。我们在伪谱代码SGRID中实现了该构造。因此，与使用穿刺方法构建的现有带电黑洞初始数据相比，该代码提供了一种互补且完全独立的基于切除的构造[Bozzola and Paschaldom，Phys. Rev. D {99}，104044（2019）]。它还提供了Lovelace等人的真空构造的独立实现（有一些小的变化）。我们为不同构型的轨道双星构造初始数据，例如，对于高度带电或快速旋转的黑洞（对于这个初始测试，分别为极值的90%和80%，尽管代码应该能够使用更高的分辨率产生具有这些参数的更高值的数据），以及对于一般旋转的带电黑洞。我们进行了探索性的演化与有限差分，移动穿刺代码BAM（在真空的情况下）和HAD（头上的碰撞，包括收费），填充内切除表面。在带电的情况下，这些初始数据的演变提供了一个代理的二元黑洞波形在修改后的引力理论。此外，将这种结构推广到爱因斯坦-麦克斯韦-爱因斯坦理论应该是简单的。
2022-02-24 astro-ph.HE gr-qc
