Exploring how deviations from the Kerr metric can affect SMBH images

• Autores: Agurto Sepúlveda, F.; Lagunas, J.; Pedreros, J.; Bandyopadhyay, B.; Schleicher, D.
• Año de publicación: 2023
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ciencias Astronómicas; accretion, accretion disks; black hole physics; radiative transfer
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Los agujeros negros (BH) son objetos descritos por Relatividad General (GR), en especial por la solución de Kerr. Sin embargo, esta solución sigue estando basada en suposiciones simplificadas. En este marco, exploramos como las desviaciones de la solución de Kerr pueden afectar a las imágenes de los BH supermasivos (SMBH). Esto lo hacemos a través de simulaciones de Transporte de Radiación Relativista General, para una métrica de Kerr-Like. Métrica que posee cuatro funciones no-lineales de desviación libre, estacionaria, axis-simétrica y asintóticamente plana. Para obtener las imágenes, utilizamos el código RAPTOR I, un código abierto de trazado de rayos que admite espacio-tiempos arbitrarios. Y además cuantificamos estas desviaciones a través del estudio de la asimetría, el diámetro y el desplazamiento de la sombra del BH para así compararlas con un BH de Kerr. Nuestros resultados confirman que las desviaciones afectan a la forma de la sombra. Sin embargo, observamos que la distribución de la materia y las emisividades alrededor del agujero negro también son relevantes, y los resultados no pueden predecirse exclusivamente a partir de la forma del anillo de fotones.
Black holes (BH) are objects described by General Relativity (GR), particularly by the Kerr solution. However, this solution is based on simplifying assumptions. To achieve a more realistic approach, we investigate the impact of deviations from the Kerr solution on the imaging of supermassive black holes (SMBH). We conduct General Relativistic Radiation Transport simulations using a Kerr-Like metric, which includes four nonlinear free deviation functions and is stationary, axis-symmetric, and asymptotically flat. The RAPTOR I code, an open-source ray-tracing code capable of handling arbitrary spacetimes, is employed to generate the images. We analyze the asymmetry, diameter, and shadow displacement of the BH to compare them with those of a Kerr BH. Our findings confirm that these deviations significantly affect the shape of the shadow. However, we acknowledge the importance of considering the matter distribution and emissivities surrounding the BH, as the results cannot be solely inferred from the shape of the photon ring.
Asociación Argentina de Astronomía