RUDN-astrofysiker har föreslagit en ny metod för ungefärlig beräkning av parametrarna för sfäriskt symmetriska svarta hål i Einstein-Maxwell-teorin. Genom att jämföra skuggradien för de svarta hålen som erhållits med denna metod med exakta numeriska lösningar, astrofysiker har avslöjat att den approximation de föreslog visar en rimlig noggrannhet i andra ordningen. Detta innebär att det är möjligt att studera själva de svarta hålen och fenomenen i deras närhet, till exempel, partikelrörelse. Artikeln är publicerad i tidskriften Fysisk granskning D .

Problemet med att erhålla en analytisk approximation för det svarta hålsmetriken i Einstein-Maxwells skalära teori har inte lösts i det allmänna fallet när ingen av parametrarna är fixerade. Men det är möjligt att konstruera en analytisk approximation av metriken med kontrollerad noggrannhet för att få resultat som sammanfaller med de numeriska lösningarna. Det finns ett allmänt tillvägagångssätt för approximation, vars förbättring fortsätter inom olika modeller.

RUDN-astrofysikern Roman Konoplya analyserade fallet med ett sfäriskt symmetriskt svart hål i Einstein-Maxwell-teorin. Om man antar en icke-minimal interaktion mellan det skalära och elektromagnetiska fältet, förbuden mot förekomsten av skalära "hår" i svarta hål upphävs, och den så kallade spontana skalariseringen av svarta hål sker med en tillräckligt stor laddning av det svarta hålet. Fysiker brukar säga att ett svart hål "har inget hår, " vilket betyder att dess enda särskiljande parametrar är dess massa, spinn och elektrisk laddning. Men i det här fallet, det svarta hålet har en extra parameter - ett skalärt "hår".

De analytiska uppskattningarna som erhållits av RUDN-astrofysikern användes för att beräkna "skuggorna" som kastades av svarta hål med ett skalärt fält. Det visade sig att införandet av ett skalärt fält ökar skuggans radie.

Resultaten av astrofysikernas studie gör det möjligt att hitta de analytiska formerna för ungefärliga metriska funktioner för alla önskade parametervärden, samt att beräkna radien för skuggorna för varje specifikt svart hål.

Enligt artikelförfattarna, de erhållna approximationerna är redo att användas för vidare studier av skalariserade Einstein-Maxwell svarta hål och fenomen i deras närhet, såsom partikelrörelse, kvasinormal ring, stabilitet.

När LISA-teleskopet sätts i drift, det skalära "håret" kan ses i gravitationsvågor om det svarta hålet har "hår" på grund av några (skalära eller andra) icke-minimalt interagerande materiafält. Dock, enligt astrofysikern, det här handlar inte om den närmaste framtiden, eftersom kampen om signal-brusförhållandet i alla sådana mätningar av gravitationsvågor ännu inte tillåter att man märker relativt små förändringar i kompakta föremåls geometri.