Adiabatic inspirals under electromagnetic radiation reaction on Kerr spacetime
Adiabatic inspirals under electromagnetic radiation reaction on Kerr spacetime
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克尔时空中电磁辐射反应下的绝热涡旋
DOI：
10.1103/physrevd.109.044068
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发表时间：
2024
影响因子：
5
通讯作者：
German E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
German E
在黑洞轨道上运行的致密天体通过辐射反应过程失去轨道能量和角动量，向黑洞喷射，直到最终坠入黑洞。这里我们考虑一个带电致密体的情况，其中电磁辐射的通量驱动这个激励。我们在绝热（轨道平均耗散）近似下计算了旋转黑洞赤道平面上的吸气在平面上的轨迹。我们比较了基于亚伯拉罕-洛伦兹力定律的非相对论开普勒近似，以及标准引力波驱动的场景。我们发现，与引力驱动的涡旋相比，电磁驱动的涡旋的圆化效率较低（即轨道在坠入时仍然更偏心），我们量化了黑洞自旋的影响。
A compact body in orbit about a black hole loses orbital energy and angular momentum through radiation-reaction processes, inspiralling toward the black hole until a final plunge. Here we consider a scenario with a charged compact body in which fluxes of electromagnetic radiation drive this inspiral. We calculate trajectories in theplane for inspirals in the equatorial plane of a rotating black hole within the adiabatic (orbital-averaged-dissipative) approximation. We make comparisons with a nonrelativistic Keplerian approximation based on the Abraham-Lorentz force law, and with standard gravitational-wave driven scenarios. We find that EM-driven inspirals are less efficiently circularized (i.e. orbits remain more eccentric at the point of plunge) than their gravitational counterparts, and we quantify the effect of black hole spin.
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