Light propagation in a plasma on an axially symmetric and stationary spacetime: Separability of the Hamilton-Jacobi equation and shadow
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F22%3A10447484" target="_blank" >RIV/00216208:11320/22:10447484 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=-kSDYbJhjO" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=-kSDYbJhjO</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1063/5.0106433" target="_blank" >10.1063/5.0106433</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Light propagation in a plasma on an axially symmetric and stationary spacetime: Separability of the Hamilton-Jacobi equation and shadow
Popis výsledku v původním jazyce
The properties of light rays around compact objects surrounded by a plasma are affected by both strong gravitational fields described by a general-relativistic spacetime and by a dispersive and refractive medium, characterized by the density distribution of the plasma. We study these effects employing the relativistic Hamiltonian formalism under the assumption of stationarity and axisymmetry. The necessary and sufficient conditions on the metric and on the plasma frequency are formulated such that the rays can be analytically determined from a fully separated Hamilton-Jacobi equation. We demonstrate how these results allow us to analytically calculate the photon region and the shadow if they exist. Several specific examples are discussed in detail: the "hairy" Kerr black holes, the Hartle-Thorne spacetime metrics, the Melvin universe, and the Teo rotating traversable wormhole. In all of these cases, a plasma medium is present as well.
Název v anglickém jazyce
Light propagation in a plasma on an axially symmetric and stationary spacetime: Separability of the Hamilton-Jacobi equation and shadow
Popis výsledku anglicky
The properties of light rays around compact objects surrounded by a plasma are affected by both strong gravitational fields described by a general-relativistic spacetime and by a dispersive and refractive medium, characterized by the density distribution of the plasma. We study these effects employing the relativistic Hamiltonian formalism under the assumption of stationarity and axisymmetry. The necessary and sufficient conditions on the metric and on the plasma frequency are formulated such that the rays can be analytically determined from a fully separated Hamilton-Jacobi equation. We demonstrate how these results allow us to analytically calculate the photon region and the shadow if they exist. Several specific examples are discussed in detail: the "hairy" Kerr black holes, the Hartle-Thorne spacetime metrics, the Melvin universe, and the Teo rotating traversable wormhole. In all of these cases, a plasma medium is present as well.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10300 - Physical sciences
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GA21-11268S" target="_blank" >GA21-11268S: Hmotové a nábojové proudy v obecné relativitě a astrofyzice</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2022
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of Mathematical Physics
ISSN
0022-2488
e-ISSN
1089-7658
Svazek periodika
63
Číslo periodika v rámci svazku
9
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
21
Strana od-do
092501
Kód UT WoS článku
000858620000001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85139421913