Grenzen für die Masse superradiant instabiler skalaren Felder um Kerr-Schwarze Löcher

In dieser Arbeit berechnen wir numerische Grenzen für die Masse superradiant instabiler skalaren Felder im Hintergrund eines Kerr-Schwarzen Lochs unter Verwendung der Methode der Fortsetzungsbrüche. Wir zeigen, dass die normierte obere Grenze für die Masse mit der Drehimpulszahl und der azimutalen Zahl m zunimmt und die strengste analytische Grenze erreicht, die bisher bekannt ist, wenn m=1. Wir bieten auch eine analytische Anpassung an die numerisch bestimmten Massengrenzen als Funktion des dimensionslosen Spin-Parameters a/M des Schwarzen Lochs mit einer Genauigkeit der Ordnung von 0,1 % für den fundamentalen Modus mit m=1 und einer Genauigkeit der Ordnung von 1 % für höhergradige Modi (bis zu m=20). Wir argumentieren, dass diese analytische Anpassung besonders nützlich in astrophysikalischen Szenarien ist, da die niedrigsten m-Modi in der Lage sind, die stärksten beobachtbaren Abdrücke der Superradianz zu erzeugen.