¿Pueden las ondas gravitacionales orbitar un agujero negro?

Supongamos (en aras de la simplicidad) un agujero negro de Schwarzschild (sin rotación, sin carga). Este agujero negro tiene una esfera de fotones en r = 1.5 r s , donde los fotones pueden viajar en una órbita circular. ¿Será posible que una onda gravitatoria que se propaga tangencialmente en el límite de esta órbita quede atrapada en una órbita estable o inestable alrededor del agujero negro?

Asumiría ingenuamente que la respuesta es sí, ya que se supone que tanto la luz como las ondas gravitacionales se comportan de la misma manera (es decir, se propagan a lo largo de geodésicas nulas).

Si es así, ¿producirá tal onda gravitatoria giratoria, una densidad de energía continuamente acelerada, por sí misma una onda gravitacional (aunque más débil en muchas magnitudes)? La misma pregunta se refiere a los fotones en la esfera de fotones: ¿emitirán radiación gravitatoria?

En resumen: ¿Se puede atrapar una onda gravitatoria en órbita alrededor de un agujero negro? ¿Emitirá radiación gravitatoria?

¡Gracias!

Las ondas gravitacionales necesitan cuadruplicarse afaik, y la fotosfera es un lugar simétrico. en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave#Sources .
Se puede atrapar, no emitirá radiación gravitacional, ni la esfera de fotones, porque son esféricamente simétricos.
@annav ¿Qué hay de las ondas gravitacionales/fotones que caen (en espiral) en un BH? ¿Emitirían ondas gravitacionales, ya que tienen un momento cuadripolar? ¿Qué tal GW alrededor de un Kerr BH, cayendo desde la esfera fotónica exterior a la esfera fotónica interior?
una partícula sin masa tiene que ser esféricamente simétrica ya sea que caiga o no
Entonces, ¿un fotón o un GW (o cualquier otra densidad de energía sin masa) nunca puede emitir ondas gravitacionales?
afaik no, pero también todas las partículas puntuales de la tabla del modelo estándar serán puramente simétricas. Son los sistemas compuestos los que pueden tener en su centro de masa la distorsión requerida.

Respuestas (1)

Esto es en parte una suposición, pero sí, parece que una onda gravitatoria podría orbitar. Para simplificar, supongamos que tiene mucha menos energía que el agujero negro, por lo que el espacio-tiempo de Schwarzschild es una buena aproximación. Entonces esperaríamos una órbita circular inestable en la esfera de fotones. r = 1.5 r s como sugieres Ahora, supongamos que es una onda plana de extensión más pequeña: queremos evitar la simetría, ¡así que no queremos que las ondas se distribuyan uniformemente sobre la esfera de fotones! Entonces, por analogía con los sistemas binarios de agujeros negros, este es un sistema binario de agujero negro más energía localizada, por lo que de hecho emitirá nuevas ondas gravitacionales.

¿Pueden las ondas gravitacionales orbitar un agujero negro?
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