سیاهچاله‌های احاطه شده با کلی‌ترین توزیع مادۀ تاریک: بررسی سایۀ سیاهچاله و درخشندگی قرص برافزایشی اطراف آن

حیدری فرد, ملیحه; رزمی, حبیب الله; آزاد, زهرا

doi:10.47176/ijpr.25.1.12002

سیاهچاله‌های احاطه شده با کلی‌ترین توزیع مادۀ تاریک: بررسی سایۀ سیاهچاله و درخشندگی قرص برافزایشی اطراف آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ملیحه حیدری فرد

حبیب الله رزمی

زهرا آزاد

گروه فیزیک، دانشگاه قم، قم

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.1.12002

چکیده

نحوۀ توزیع مادۀ‌ تاریک و اثر آن بر روی فضا-زمان اطراف سیاهچاله‎ها موضوعی است که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. تاکنون توزیع‌های مختلفی از چگالی مادۀ تاریک در کهکشان پیش‌بینی شده است. در سال 2022 میلادی کونوپلایا وژیدنکوراه‌حل‌های دقیق معادلات اینشتین را با تانسور انرژی- تکانه مربوط به توزیع‌های چگالی برکرت، ناوارو-فرانک-وایت و تیلور-سیلک به دست آوردند که هر کدام نشان دهندۀ متریک یک سیاهچالۀ مرکزی غوطه‌ور در هالۀ کهکشانی حاوی مادۀ‌ تاریک است. در مقالۀ حاضر ویژگی‌های اپتیکی شامل شار انرژی، طیف دمایی و درخشندگی قرص برافزایشی در این فضا-زمان‌ها را به دست می‌آوریم. ما به دنبال راهی هستیم که بتوان به ماهیت مادۀ تاریک از روی تأثیر بر حرکت ذرات در فضا-زمان اطراف سیاهچاله و همچنین تأثیر بر ویژگی‎‌های رصدی سایۀ سیاهچاله با مقایسۀتوزیع‌های مختلف مادۀ تاریک پی برد.

کلیدواژه‌ها

سیاهچاله

هالۀ تاریک

شعاع سایه

ویژگی‌های اپتیکی

قرص برافزایشی

موضوعات

گرانش و کیهان‌شناسی

عنوان مقاله English

Black holes surrounded by generic dark matter profile: Shadow of black hole and Luminosity of its accretion disk

نویسندگان English

Malihe Heydari-Fard

Habib Allah Razmi

Zahra Azad

Department of physics-University of Qom

چکیده English

The distribution of dark matter and its effect on the space-time around black holes is a subject that has attracted the attention of many researchers. So far, various distributions of dark matter density in galaxies have been predicted. In 2022 Konoplya and Zhidenko obtained the exact solutions of Einstein's equations with the energy-momentum tensor of a galaxy harboring a central black hole characterized by Burkert, Navarro-Frank-White, and Taylor-Silk density distributions. In the present paper, we obtain the electromagnetic properties of the surrounding accretion disk including the energy flux, temperature spectrum, and luminosity in such space-times. We seek a way to find the nature of dark matter through its effect on the motion of particles around the black hole as well as the observational characteristics of the black hole shadow using the comparison of different dark matter distributions.

کلیدواژه‌ها English

black hole

dark halo

shadow radius

optical properties

accretion disk

K Akiyama, et al., J. 875 (2019) L1.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. 875 (2019) L2.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. 875 (2019) L3.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. 875 (2019) L4.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. 875 (2019) L5.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. 875 (2019) L6.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 910 (2021) L13.

K Akiyama, et al., J. Lett. 930 (2022) L12.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 930 (2022) L13.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 930 (2022) L14.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 930 (2022) L15.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 930 (2022) L16.

K Akiyama, et al., Astrophys. J. Lett. 930 (2022) L17.

B P Abbott, et al., Rev. Lett. 116 (2016) 061102.
J Kormendy and L C Ho, Astrophys. 51 (2013) 511.
E Chaisson and S McMillan, “Astronomy Today”, 9th edition. Boston: Pearson (2017).
A Einstein, Math. 40, 4 (1939) 922.
A Geralico, et al., International Journal of Modern Physics: Conference Series, World Scientific Publishing Company. (2012).
F Rahaman, et al., Rev. B 694 (2010) 10.
L Sadeghian, et al., Rev. D 88 (2013), 063522.
H Zhao, Not. R. Astron. Soc. 278 (1996) 488.
A Burkret. J. 447 (1995) l25.
J F Navarro, et al., Royal Astron. Soc. 275, 3 (1995).
L Hernquist, J. 356 (1990), 359.
J L Feng, Rev. Astron. Astrophys. 48 (2010) 495.
J E Taylor and J Silk, Not. Roy. Astron. Soc. 339 (2003) 505.
Z Xu, et al., Cosmol. Astropart. Phys. 09 (2018) 038.
C Zhang, et al., Rev. D 104 (2021) 124082.
D Liu, et al. Rev. D 104 (2021) 104042.
K Jusufi, et al., Phys. J. C 80 (2020) 354.
X Hou, et al., JCAP 07 (2018) 015.
R A Konoplya and Z Stuchlík, Lett. B 771 (2017) 597.
V Cardoso, et al., Rev. D 105 (2022) L061501.
Y S Myung, arXiv:2402.03606 [gr-qc] (2024).
S V M C B Xavier, et al., Rev. D 107 (2023) 064040.
K Jusufi, et al., Phys. J. C 83 (2023) 103.
M HeydariFardr and N Riazi, Relativ. Gravit. 57, 2 (2025) 49.
R A Konoplya and A Zhidenko, J. 933, 2 (2022) 166.
E Berti, V Cardoso and C M Will, Rev. D 73 (2006) 064030.
M HeydariFard and F Eghbalpoor, IJPR. 20 (2021) 3 (Persian).
M S Longair, “High Energy Astrophysics” Third Edition. New York: Cambridge University Press (2011).
D N Page and K S Thorne, J. 191 (1974) 499.
K S Thorne, Astrophys. J. 191 (1974) 507.
C Bambi, “Black Hole:A Laboratory For Testing Strong Gravity” Singapore: Springer Nature (2017).
W Dehnen, Not. R. Astron. Soc. 265 (1993) 250
W Jaffe, Not. R. Astron. Soc. 202 (1983) 995.