Наукові публікації університету

Static spherically symmetric configurations with N nonlinear scalar fields: Global and asymptotic properties

In the case of a spherically symmetric nonlinear scalar field (SF) in flat space, besides singularity at the center, spherical singularities can occur for nonzero values of radial variable r>0. We show that in the general relativity the gravitational field suppresses the occurrence of the spherical singularities under some generic conditions. Our consideration deals with asymptotically flat space-times around static spherically symmetric configurations in the presence of N nonlinear SFs, which are minimally coupled to gravity. Constraints are imposed on the SF potentials, which guarantee a monotonicity of the fields as functions of r; also the potentials are assumed to be exponentially bounded. We give direct proof that solutions of the joint system of Einstein-SF equations satisfying the conditions of asymptotic flatness are regular for all values of
r, except for naked singularities in the center r=0 in the Schwarzschild (curvature) coordinates. Asymptotic relations for SF and a metric near the center are derived, which appear to be remarkably similar to the Fisher solution for free SF. These relations determine two main types of the corresponding geodesic structure when photons can be captured by the singularity or not. To illustrate, the case of one SF with monomial potential is analyzed in detail numerically. We show that the image of the accretion disk around the singularity, observed from infinity, can take the form of a bright ring with a dark spot in the center, like an ordinary black hole.

ID: 245526
Кількість показів: 26
дата змінення: 12.05.2020 14:55:33
Ким змінено (ім'я): (astro3) Наталія Лозицька
Вид роботи:  Наукова публікація
Тип роботи:  Наукова стаття
Кількість сторінок:  8
Рік видання:  2020
Звітний рік:  2020
Видання:  Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Том:  101
Випуск, частина:  6
Номери сторінок:  id 064064
Галузь науки:  Науки про космос
Автори,співробітники Університету:  Жданов Валерій Іванович
Автори,студенти та аспіранти Університету:  Сташко Олександр Сергійович
Кафедра / Відділ:  Відділ астрофізики
№ теми:  19БФ023-01
Посилання на статтю (посилання на рецензію в журналі (для монографій):  https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.101.064064
Ключові слова:  black hole
Опубліковано за рішенням Вченої ради:  ні
Інститут/Факультет:  Астрономічна обсерваторія

Повернення до списку