准周期振荡频率对GRO J1655--40天体引力场的限定

摘要

限定黑洞的参数一直是黑洞物理和天体物理学中研究最为活跃的热点课题，因为它不仅可以用来证实黑洞的存在，同时还可以用来验证包括广义相对论在内的各种引力理论。准周期振荡是天体辐射的X射线强度随时间作准周期性变化的现象。尽管目前准周期振荡的物理形成机制还不清楚，但它却是探测宇宙中X射线辐射天体源物理属性的一种有效途径。本文分别采用Phantom缓慢旋转规则黑洞和Kerr-Melvin黑洞的时空度规，从准周期振荡的角度出发对GRO J1655-40天体的引力场进行限定。 首先，简单地介绍了准周期振荡现象、相对论进动模型的基本理论及其准周期振荡频率的基本公式。也对数理统计中常用的卡方拟合法进行了简单的介绍。 其次，利用相对论进动模型研究了Phantom缓慢旋转规则黑洞中的准周期振荡频率，发现近心点进动频率vper始终随Phantom参数b的增加而增加;交点进动频率vnod在旋转参数不为零时随Phantom参数b的增加而减小，在旋转参数为零时却为不随b变化的常数。然后，利用观测到的GRO J1655-40天体准周期振荡的频率，在缓慢旋转的Phantom黑洞时空背景下对GRO J1655-40天体的引力场进行拟合，发现GRO J1655-40天体参数的最佳拟合值分别为M=5.274M☉，a*=a/M=0.258，b=0.044。在1σ范围内，Phantom参数b的置信区间为b＜0.619。这就意味着GRO J1655-40天体周围存在Phantom场的可能性不能被排除。 再次，则采用Kerr-Melvin黑洞时空度规，从准周期振荡的角度对GRO J1655-40的参数进行限定。发现GRO J1655-40天体参数的最佳拟合值分别为M=5.321M☉，a*=a/M=0.286，B=6.54×104T。在1σ范围内，磁场强度B的置信区间为0～4×1012T。 最后，对本文的研究工作进行了总结，并对未来的工作进行了一些展望。

目录

摘要

第一章绪论

§1．1准周期振荡

§1．2相对论进动模型

§1．3 X2拟合法

第二章缓慢旋转的Phantom规则黑洞时空中准周期振荡对GRO J1655-40参数的限定

§2．1 Phantom暗能量模型

§2．2缓慢旋转的Phantom黑洞

§2．3对GRO J1655-40参数的限定

第三章Kerr-Melvin黑洞时空中对GRO J1655-40的限定

§3．2对GRO J1655-40的限定

第四章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间完成的论文

致谢

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