Image of a black hole illuminated by a parabolic screen

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A model of an illuminating black hole surface (“parabolic screen”) is proposed. This allows to avoid in a natural way the appearance of edge effects related with photons moving along the screen plane. The temperature distribution along the radius corresponds to the corresponding distribution for a relativistic disk (Novikov-Thorne disk). It is shown that the structure of the formed black hole shadow essentially differs from the case when the source of photons is a distant screen, since in the considered model the photons, subjected to strong gravitational lensing of the black hole, are emitted by the “backward” side of screen, which would not be visible in the absence of the black hole. In the thin screen approximation, shadow images are constructed for the Schwarzschild black hole in the cases when the angle between the symmetry axis of the illuminating screen and the direction to the observer is equal to 5, 30, 30 and 80 angular degrees, similar images for the Kerr black hole are constructed for the cases of 60 and 80 angular degrees.

Keywords

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. V. Mikheeva

Astrospace Center of P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: helen@asc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow

S. V. Repin

Astrospace Center of P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: sergerepin1@gmail.com
Russian Federation, Moscow

V. N. Lukash

Astrospace Center of P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: lukash@asc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. K. Akiyama, A. Alberdi, W. Alef, K. Asada, et al., Astrophys. J. Letters 875(1), id. L4 (2019).
  2. K. Akiyama, A. Alberdi, W. Alef, J. C. Algaba, et al., Astrophys. J. Letters 930(2), id. L₁2 (2022).
  3. Е. В. Михеева, С. В. Репин, В. Н. Лукаш, Астрон. журн. 97, 555 (2020).
  4. M. D. Johnson, A. Lupsasca, A. Strominger, G. N. Wong, et al., Science Advances 6(12), eaaz1310 (2020), arXiv:1907.04329 [astro-ph].
  5. А. Ф. Захаров, С. В. Репин, Астрон. журн. 76, 803 (1999).
  6. А. Ф. Захаров, Астрон. журн. 68, 58 (1991).
  7. A. F. Zakharov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 269, 283 (1994).
  8. J. P. Luminet, Astron. and Astrophys. 75, 228 (1979).
  9. В. И. Докучаев, Н. О. Назарова, Успехи физ. наук 190, 627 (2020).
  10. В. И. Докучаев, Н. О. Назарова, ЖЭТФ 155, 677 (2019).
  11. I. D. Novikov and K. S. Thorne, Black holes (Les astres occlus), edited by C. DeWitt and B. DeWitt (N.Y.: Gordon and Breach, 1973), p. 343.
  12. G. H. George, J. Royal Astron. Soc. Canada 84, 28 (1990).
  13. A. E. Broderick and A. Loeb, Astrophys. J. 697, 1164 (2009).
  14. V. I. Dokuchaev and N. O. Nazarova, Universe 6, 154 (2020).
  15. V. I. Dokuchaev and N. O. Nazarova, General Relativ. and Gravit. 53, id. 83 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic of the radiating screen in the vicinity of the black hole. The black hole is located at the origin of coordinates, the dark gray zone corresponds to the region of space limited by the orbits of photons in the minimum stable orbit for the case of a Schwarzschild black hole.

Download (66KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Shadow of a Schwarzschild black hole. The angle between the axis of symmetry of the screen and the direction to the observer is 5°.

Download (302KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Shadow of a Schwarzschild black hole. The angle between the axis of symmetry of the screen and the direction to the observer is 30°.

Download (310KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Shadow of a Schwarzschild black hole. The angle between the axis of symmetry of the screen and the direction to the observer is 60°.

Download (296KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Shadow of a Schwarzschild black hole. The angle between the axis of symmetry of the screen and the direction to the observer is 80°.

Download (286KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Shadow of the Kerr black hole. The angle between the axis of rotation of the black hole and the direction to the observer is 60°.

Download (295KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Shadow of the Kerr black hole. The angle between the axis of rotation of the black hole and the direction to the observer is 80°.

Download (294KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».