Імітатори чорної діри в астрофізичних конфігураціях зі скалярними полями
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.11.1078Ключові слова:
релятивiстськi астрофiзичнi об’єкти, скалярнi поля, акрецiйнi дискиАнотація
Дослiджено статичнi сферично-симетричнi конфiгурацiї у ЗТВ в присутностi мiнiмально-зв’язаного скалярного поля (СП). Для мономного потенцiалу самодiї СП, розв’язки системи рiвнянь Айнштайна-скалярного поля отриманi чисельно, пiсля цього отримано розподiл стiйких колових орбiт та зображення “акрецiйного диску” з точки зору вiддаленого спостерiгача. Розглянуто аналогiчну задачу на прикладi аналiтичного розв’язку зi спецiально пiдiбраним потенцiалом СП, що допускає iснування чорної дiри. Показано, що у багатьох випадках зображення практично такi ж, як i у випадку чорної дiри Шварцшильда з яскравим кiльцем i темною плямою в центрi. З iншого боку, певний вибiр параметрiв приводить до специфiчних особливостей в зображеннях, якi можуть допомогти виключити деякi екзотичнi моделi.
Посилання
Event Horizon Telescope Collaboration. First M87 event horizon telescope results. I. The shadow of the supermassive Black Hole. ApJ Lett. 875, id. L1 (2019).
Event Horizon Telescope Collaboration. First M87 event horizon telescope results. V. Physical origin of the asymmetric ring. ApJ Lett. 875, id. L5 (2019).
Y. Mizuno et al. The current ability to test theories of gravity with Black Hole shadows. Nat. Astron. 2, 585 (2018). https://doi.org/10.1038/s41550-018-0449-5
C.M. Will. The confrontation between general relativity and experiment. Liv. Rev. Relativ. 17, 4 (2014) [arXiv:1403.7377]. https://doi.org/10.12942/lrr-2014-4
E. Berti, E. Barausse, V. Cardoso et al. Testing general relativity with present and future astrophysical observations. Class. Quant. Grav. 32, 243001 (2015) [arXiv:1501.07274]. https://doi.org/10.1088/0264-9381/32/24/243001
A. Linde. Inflationary cosmology. Lect. Notes Phys. 738, 1 (2008) [arXiv:0705.0164]. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74353-8_1
B. Novosyadlyi, V. Pelykh, Yu. Shtanov, A. Zhuk. Dark Energy and Dark Matter of the Universe (In three volumes). Vol. 1. Dark Matter: Observational Evidence and Theoretical Models. Ed. V. Shulga (Akademperiodyka, 2013) [arXiv:1502.04177].
K. Bamba, S. Capozziello, S. Nojiri, S.D. Odintsov. Dark energy cosmology: The equivalent description via different theoretical models and cosmography tests. Ap. Sp. Sci. 342, 155 (2012) [arXiv:1205.3421]. https://doi.org/10.1007/s10509-012-1181-8
J.D. Bekenstein. Transcendence of the law of baryon-number conservation in black-hole physics. Phys. Rev. Lett. 28, 452 (1972). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.28.452
J.D. Bekenstein. Nonexistence of baryon number for black holes. II. Phys. Rev. D 5, 1239, 2403 (1972). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.5.2403
I.Z. Fisher. Scalar mesostatic field with regard for gravitational effects. Zh. Exp. Theor. Phys. 18, 636-640 (1948) [arXiv:gr-qc/9911008].
A.I. Janis, E.T. Newman, J. Winicour. Reality of the Schwarzschild singularity. J. Phys. Rev. Lett. 20, 878 (1968). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.20.878
M. Wyman. Static spherically symmetric scalar fields in general relativity. Phys. Rev. D 24, 839 (1981). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.24.839
K.S. Virbhadra. Janis-Newman-Winicour and Wyman solutions are the same. Int. J. Mod. Phys. A 12, 4831 (1997). https://doi.org/10.1142/S0217751X97002577
R.A. Asanov. Point source of massive scalar field in gravitational theory. Teor. Matem. Fiz. 20, 1, (1974). https://doi.org/10.1007/BF01038757
O.S. Stashko, V.I. Zhdanov. Disconnected regions of stable circular orbits in presence of massive scalar field. Odessa Astron. Publ. 30, (2017). https://doi.org/10.18524/1810-4215.2017.30.114270
O.S. Stashko, V.I. Zhdanov. Spherically symmetric configurations of General Relativity in presence of scalar fields: separation of circular orbits. Gen. Rel. Grav. 50, id. 105 (2018). https://doi.org/10.1007/s10714-018-2425-x
O.S. Stashko, V.I. Zhdanov. Spherically symmetric configurations in general relativity in the presence of a linear massive scalar field: Separation of a distribution of test body circular orbits. Ukr. J. Phys. 64, No. 3, 189 (2019). https://doi.org/10.15407/ujpe64.3.189
D. Solovyev, A. Tsirulev. General properties and exact models of static self-gravitating scalar field configurations. Classic. Quant. Grav. 29, id. 055013 (2012). https://doi.org/10.1088/0264-9381/29/5/055013
Z. Stuchl? ik, J. Schee. Appearance of Keplerian discs orbiting Kerr superspinars. Classic. Quant. Grav. 27, id. 215017 (2010) [arXiv:1101.3569]. https://doi.org/10.1088/0264-9381/27/21/215017
A.N. Chowdhury, M. Patil, D. Malafarina, P.S. Joshi. Circular geodesics and accretion disks in Janis-Newman-Winicour and Gamma metric. Phys. Rev. D 85, id. 104031 (2012) [arXiv:1112.2522]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.85.104031
R.S.S. Vieira, J. Schee, W. Klu?zniak, Z. Stuchl? ik. Circular geodesics of naked singularities in the Kehagias-Sfetsos metric of Horava's gravity. Phys. Rev. D 99 id. 024035 (2014) [arXiv:1311.5820]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.024035
K. Boshkayev, E. Gasperin, A.C. Gutierrez-Pineres, H. Quevedo, S. Toktarbay. Motion of test particles in the field of a naked singularity. Phys. Rev. D 93, id. 024024 (2016) [arXiv:1509.03827]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.024024
V.V. Nikonov, Ju.V. Tchemarina, A.N. Tsirulev. A two-parameter family of exact asymptotically flat solutions to the Einstein-scalar field equations. Classic. Quant. Grav. 25, id. 138001 (2008). https://doi.org/10.1088/0264-9381/25/13/138001
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
