Dissipation and acoustic tunnelling about the sonic horizon of Bondi accretion
粘性耗散，作为对邦迪流的一个小的扰动效应，使其音速范围缩小。对定常流作欧拉微扰，得到波动方程和相应的色散关系。扰动是高频行声波，其中迭代地进行小的耗散。波，对着大体积流入径向向外传播，被阻挡在声波水平线内，在那里波的振幅由于粘性而发散。被阻挡的声波仍然可以通过视界向外隧穿，其衰减幅度与粘度有关，由模拟霍金温度缩放。声波（模拟霍金声子）通过声视界的逃逸与声球的径向收缩是相容的。
2020-12-24 astro-ph.HE gr-qc
Jet Launching Radius in Low-Power Radio-Loud AGNs in Advection-Dominated Accretion Flows
利用我们的理论生产的相对论外流，我们估计的喷流发射半径和推断的质量吸积率为52个低功率射电响亮AGN的基础上观测到的喷流功率。我们的分析表明：（1）吸积能量的一个显着的分数是需要转换的吸积质量相对论能量粒子的生产附近的事件视界的喷流，（2）喷流发射半径径向移动到地平线的质量吸积率或喷流功率增加，（3）没有喷流/流出形成超过44引力半径是可能的。
2018-05-09 astro-ph.HE
Ray-tracing GR-MHD-generated Outflows from AGNs Hosting Thin Accretion Disks: An Analysis Approaching Horizon Scales
本研究通过电阻性GR-MHD模拟和射线追踪，分析薄吸积盘AGN在视界尺度上的辐射特性，发现高质量SMBH在230 GHz更光学薄，适合探测广义相对论效应，而低质量系统外流辐射更显著。
2025-05-22 astro-ph.HE
Launching and Quenching of Black Hole Relativistic Jets at Low Accretion Rate
相对论喷流是从黑洞（BH）X射线双星和活动星系核中发射的，当盘吸积率低于某个极限时（即，当吸积速率与Eddingtion吸积速率之比$\dot{m}$低于约0.01时），但当高于约0.01时淬灭。我们提出了一个新的范式来解释这种观察到的喷流和吸积盘之间的耦合，通过调查提取的旋转能量的BH时，它被包围在不同类型的吸积盘。在低吸积速率（例如，当$\dot{m}\lesssim0.1$）时，在事件视界附近的吸积是准球形的。吸积等离子体落在大范围纬度的事件视界上，打破了视界附近的无力近似。为了考虑等离子体惯性效应，我们考虑了磁流体动力学（MHD）提取旋转能量从BH的吸积MHD流体，所描述的MHD彭罗斯过程。研究发现，当吸积盘由外部的Shakura-Sunyaev盘（SSD）和内部的对流主导的吸积流组成时，吸积盘的能量提取起作用，从而产生相对论性喷流.当整个吸积盘类型转变为SSD时，由于等离子体带来的静止质量能量大于电磁从空穴中提取的能量，从而停止提取，因此喷流被淬灭。其他几个观察到的BH盘喷流耦合，如为什么无线电光度增加，增加X射线光度，直到无线电发射下降，也得到了解释。
2012-09-21 astro-ph.HE
Black Hole spin dependence of general relativistic multi-transonic accretion close to the horizon
我们引入了一种新的形式主义，研究天体物理黑洞的自旋角动量在影响低角动量广义相对论吸积行为中的作用。提出了一种与度规无关的轴对称广义相对论流分析方法，并由此建立了Kerr度规下描述广义相对论流体动力吸积流的时空相关方程.给出了这种流动方程的定常临界解，并利用一种优雅的线性扰动技术研究了定常跨音速构型的稳定性。我们研究了下落物质的性质，作为克尔参数的函数，在非常接近的事件视界的反吸积和逆行吸积。我们的方法可以用来识别一种新的黑洞自旋的光谱特征，并有可能实现对应于低角动量吸积流的黑洞阴影成像。
2014-12-31 astro-ph.HE gr-qc
ALMA Polarimetry of Sgr A*: Probing the Accretion Flow from the Event Horizon to the Bondi Radius
Sgr A* 的毫米极化测量探测了$\sim 10$史瓦西半径（$R_S$）尺度上的线性极化发射区，以及通过法拉第旋转在邦迪半径（$\sim 10^5 R_S$）尺度上的密集磁化吸积流。在这里，我们提出了多历元ALMA波段6（230 GHz）的Sgr A* 的偏振。结果证实了一个平均旋转措施，${\rm RM} \approx -5 \times 10^5 {\rm\ rad\ m^{-2}}$，在过去20年的测量结果一致，并支持解释的RM作为起源于一个辐射效率低下的吸积流（RIAF）与$\dot{M} \approx 10^{-8} { \rm\ M_{\odot}\ y^{-1} }$。在RM中首次观察到从数小时到数月的时间尺度上的变异性。这种长期变化可能是湍流吸积流中视线特性变化的结果。表观RM的短期变化不一定是法拉第旋转的结果，可能是靠近黑洞的复杂发射和传播效应的结果，其中一些已经在数值模拟中预测。我们还确认检测圆偏振的平均值为$-1.1 \pm 0.2 \%$。它的振幅在从几小时到几个月的时间尺度上是可变的，但手性与过去厘米和毫米波长探测中观察到的保持不变。这些结果为分析和解释Sgr A*、M87和类似源的事件视界望远镜数据提供了关键约束。
2018-10-16 astro-ph.HE
Accretion models for LLAGNs: Model Parameter Estimation and Prediction of their Detectibility
事件视界望远镜（EHT）提供了一个独特的机会，通过甚大基线干涉测量（VLBI）探测超大质量黑洞的物理，如事件视界的存在，吸积过程以及喷流的形成。我们建立了一个理论模型，其中包括一个平流主导的吸积流（ADAF）和一个简单的无线电喷流流出。将该模型的预测谱能量分布（SED）与观测值进行比较，以获得模型参数的最佳估计。此外，模型预测的径向辐射分布在不同的频带可以用来预测是否流入可以解决的EHT。
2018-12-10 astro-ph.HE
How Spatially Resolved Polarimetry Informs Black Hole Accretion Flow Models
事件视界望远镜（EHT）合作已经成功地制作了两个超大质量黑洞的图像，使黑洞及其吸积流在视界尺度上的新测试成为可能。到目前为止，EHT已经发布了总强度和线性偏振图像，而即将发布的图像可能包括圆偏振，旋转测量和光谱指数，其中每一个都揭示了等离子体和时空的不同方面。下一代EHT（ngEHT）将通过更宽的记录带宽和额外的台站大大增强这些研究，从而提高信噪比，动态范围的数量级改善，多频率观测和水平尺度电影。在本文中，我们将回顾这些不同的可观测量如何告知我们等离子体和时空的基本性质，并讨论为什么极化研究非常适合稀疏，长基线覆盖的测量。
2022-11-07 astro-ph.HE
Evolution of newborn rapidly rotating magnetars: effects of r-mode and fall-back accretion
在本文中，我们研究了$r$模不稳定性对一个新生的快速旋转磁星的影响。这样的磁星通常出现在核心坍缩的超新星和伽马射线暴中。我们发现吸积对磁星的自旋和$r$模的演化都有影响。如果磁星充分旋转到几毫秒，引力辐射会导致$r$模振幅的显著增长。当由于环形磁场的增长引起的阻尼平衡$r$模式振幅的增长时，最大$r$模式振幅达到$\sim 0.001$阶。如果这样一个充分旋转的磁星位于距离小于1兆秒差距的地方，那么引力波将可以被爱因斯坦望远镜探测到，但事件发生率极低。然而，如果自旋是不够的，增长的$r$模式振幅主要是由于吸积扭矩。在这种情况下，最大$r$模式振幅的量级为$\sim 10^{-6}-10^{-5}$ .
2017-05-10 astro-ph.HE
Modelling the polarised emission from black holes on event horizon-scales
接下来的VLBI观测将在事件视界尺度上解析附近的超大质量黑洞，最著名的是人马座A* 和M87。最近用事件视界望远镜对人马座A* 的观测揭示了视界尺度的结构。因此，对背洞"阴影”的探测和测量有望使天体物理学上黑洞的存在得到直接验证。虽然阴影的理论描述很简单，但它的观测外观在很大程度上取决于周围高度湍流的吸积流的性质。我们介绍了一个新的极化广义相对论辐射转移代码，\texttt{BHOSS}，它精确地解决了在任意强引力环境中的极化辐射转移方程，提供物理上真实的图像天体物理黑洞的事件视界尺度，以及还提供洞察周围的吸积流环境的基本属性和性质。
2019-07-22 astro-ph.HE
The Surprisingly Small Impact of Magnetic Fields On The Inner Accretion Flow of Sagittarius A* Fueled By Stellar Winds
我们研究了三维磁流体动力学（MHD）模拟的吸积到人马座A* 通过轨道沃尔夫-拉叶星的磁化风的流动结构。这些模拟覆盖了超过3个数量级的半径，达到$\approx$ 300个引力半径，只有一个约束不佳的参数（恒星风中的磁场）。即使对于具有相对较弱磁场的风（例如，等离子体$β$ $\sim$ $10^6$），流入气体中的通量冻结/压缩在其到达事件视界之前很好地将场放大到$β$ $\sim$。总的来说，动力学、吸积速率和球形平均流动剖面（例如，密度，速度）在我们的MHD模拟是非常相似的类似流体动力学模拟。我们把这归因于恒星风提供的角动量的广泛分布，即使没有太多的角动量传输，也会产生吸积。我们发现，磁旋转不稳定性是不重要的，因为i）强大的磁场，被放大的通量冻结/压缩，和ii）快速流入/流出时间的气体和低效的辐射冷却排除循环。磁场的主要作用是驱动流体动力学中不存在的极地外流。在我们的模拟中发现的吸积流的动力学状态是不同的旋转支持环面作为初始条件的地平线尺度模拟，这可能会影响模型被用来解释事件视界望远镜和重力观测的Sgr A*。
2020-01-13 astro-ph.HE
The Event Horizon Telescope: exploring strong gravity and accretion physics
事件视界望远镜（EHT）是一个全球性的亚毫米波长甚长基线干涉测量阵列，目前正在解析超大质量黑洞Sgr A* 和M87周围的最内部区域。使用黑洞图像从两个简单的几何模型和相对论磁流体动力学吸积流模拟，我们进行了各种实验，以评估的承诺EHT研究强引力和吸积物理在其发展阶段。我们发现：（1）在EHT的“完成”阶段增加LMT和ALMA以及升级的仪器，可以探测到光子环，这是Kerr强引力的一个标志，可以预测其总通量;（2）在我们的分析中包括相干平均闭合相位显著地提高了甚至当前阵列的精度，允许（3）对合理的吸积模型的明显更严格的约束和（4）在模型预测的水平上检测结构可变性。虽然在345 GHz的观测规避了由于星际电子散射到银河系中心的视线问题，但可能需要CARMA和/或LMT提供的短基线来限制吸积流的整体形状。考虑到基础模型中的系统不确定性，使用两个观测频率（230和345 GHz）和源（Sgr A* 和M87）的完整补充对于通过EHT实验实现变革性科学可能至关重要。
2014-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Linear perturbations of low angular momentum accretion flow in the Kerr metric and the corresponding emergent gravity phenomena
对于物质落在旋转黑洞上的特定几何构型，我们发展了一种新的线性微扰分析方法，对流体动力学流体的定态低角动量、无粘、正压、无旋、广义相对论吸积进行了定态积分吸积解的稳定性分析.我们证明了这种稳态在线性扰动下保持稳定，因此稳态解对于利用吸积现象探测黑洞时空是可靠的。我们报告说，这种稳定性分析过程的结果是出现了相对论声学几何。我们详细研究了声波几何的各种性质。我们构建因果结构，建立一对一的对应关系的声波点与声学黑洞地平线，和冲击的位置与声学白洞地平线。我们讨论了旋转黑洞的自旋对这种声学时空出现的影响。
2018-12-13 astro-ph.HE
The brightest point in accretion disk and black hole spin: implication to the image of black hole M87*
本文提出了一种利用薄吸积盘模型从黑洞高分辨率直接图象中提取黑洞自旋值的简单新方法。在这个模型中，由事件视界望远镜获得的M87星系中超大质量黑洞的第一张图像上观察到的黑暗区域是黑洞事件视界的轮廓。这个剪影的轮廓是事件视界球体的赤道。黑洞事件视界的黑色轮廓被放置在黑洞阴影的预期位置内，这在第一张图像上没有显示出来。我们数值计算了观测到的黑洞轮廓位置与薄吸积盘中最亮点的关系，这取决于黑洞的自旋。从这个关系式我们导出了超大质量黑洞M87* 的自旋$a=0.75\pm0.15$。
2019-08-06 astro-ph.HE gr-qc
The Event Horizon of M87
在巨大的椭圆星系M87的中心有一个60亿太阳质量的超大质量黑洞，它为一个相对论性喷流提供动力。用事件视界望远镜在毫米波长上进行的观测，已经将这种喷流底部的辐射定位到了与假定的黑洞视界相当的角尺度上。喷流可能直接由一个吸积盘提供动力，或者由电磁抽取黑洞的旋转能量提供动力。然而，即使是后一种机制也需要一个封闭的厚吸积盘来维持黑洞附近所需的磁通量。因此，无论喷流机制如何，观测到的M87喷流功率都意味着存在一个最小质量吸积率。如果M87的中心致密天体不是一个黑洞，而是有一个表面，这种吸积将导致表面大量的热近红外和光学辐射。M87核上的电流通量限制强烈地限制了任何这样的表面发射。这排除了表面的存在，从而为事件视界提供了间接证据。
2015-04-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraint on the black-hole spin of M87 from the accretion-jet model
在M87的高分辨率多波段观测中发现的毫米级凸起，很可能来自于平流主导吸积流（ADAF）中热电子的同步辐射。如果吸积流中的热等离子体同时产生核毫米波辐射及其极化，则有可能将吸积速率限制在视界附近。对M87的喷流功率进行了广泛的研究，通过对X射线腔的分析，得出其喷流功率在$8_{\rm -3}^{+7}\times10^{42} {\rm erg/s}$附近。如果已知视界附近的喷流功率和吸积率，就可以估计出黑洞的自旋。我们模拟了M87的多波长光谱能量分布（SED）与耦合ADAF喷流模型周围的克尔BH，其中的ADAF的相对论流体动力学方程组的完整解决。混合射流形成模型是Blandford-Znajek模型的一个变体，用于模拟射流功率。我们发现，SMBH应该是快速旋转的无量纲自旋参数$a_{*}\simeq0.98_{\rm -0.02}^{+0.012}$。
2017-05-22 astro-ph.HE
The Jet-Disk Boundary Layer in Black Hole Accretion
磁场线被吸积等离子体捕获在黑洞的事件视界中。如果被捕获的场线中有少量的等离子体，那么它们的运动就由它们在视界上的支点控制，从而也就由黑洞的自旋控制。在本文中，我们调查之间的边界层轻负荷极场线和密集，赤道吸积流。我们提出了一个分析模型对齐的反吸积和逆行吸积系统，并认为有显着的剪切在大多数半径的所有黑洞自旋在这个“喷盘边界”。专门逆行对齐的吸积，模型预测最强的剪切，我们数值计算表明，喷射盘边界是不稳定的。由此产生的混合层间歇性地将等离子体加载到被捕获的场线上，在那里等离子体被加热，被迫与孔一起旋转，并允许向外逃逸到射流中。在一种情况下，我们使用拉格朗日示踪粒子详细跟踪质量加载，并发现时间平均质量加载速率约为0.01 Mdot。
2021-04-14 astro-ph.HE
Event horizon silhouette: implications to supermassive black holes M87* and SgrA*
我们证明，一个黑暗的轮廓的黑洞照亮了薄吸积盘和看到一个遥远的观察者，事实上，是一个轮廓的事件视界半球。如果在黑洞的赤道平面上放置一个薄的吸积盘，那么这个剪影的边界就是事件视界赤道圆的轮廓。从不同方向进入黑洞的发光物质为恢复不可见的事件视界球的整体轮廓提供了观测机会。事件视界的轮廓被投射到黑洞阴影位置内的天球上。用事件视界望远镜观测到的M87星系黑洞像中，吸积盘中最亮点相对于事件视界轮廓位置的相对位置，对应着一个相当高的黑洞自旋值$a\simeq0.75$。
2019-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Lepton acceleration in the vicinity of the event horizon: High-energy and Very-high-energy emissions from rotating black holes with various masses
将脉冲星外能隙模型应用于黑洞磁层，研究了电子和正电子在事件视界附近的静电加速。在低吸积阶段，辐射低效吸积流（RIAF）不能发出足够的MeV光子，需要通过双光子碰撞维持无力磁层。在这样一个电荷匮乏的区域（或间隙）中，沿着磁场线产生电场，将电子和正电子加速到超相对论能量。这些相对论轻子通过曲率和逆康普顿（IC）过程发射出丰富的伽马射线。一些这样的伽马射线与RIAF发射的亚毫米红外光子碰撞，形成成对的物质，从而部分屏蔽了原始的加速电场。结果表明，随着吸积率的减小，能隙γ射线的亮度增大。然而，如果吸积率下降太多，减少RIAF软光子场不能再维持一个固定的对生产的间隙。只要一个固定的间隙形成，磁层成为力的级联对间隙外，不管BH的质量。如果附近的恒星质量的黑洞（BH）处于静止状态，或者如果一个银河系的中等质量的BH是在一个非常低的吸积状态，它的曲率和IC的排放被发现是可检测的费米/LAT和成像大气切伦科夫望远镜（IACT）。如果一个低光度的活动星系核位于几十Mpc的范围内，那么IACT就可以勉强探测到它的超大质量BH的IC辐射。
2016-10-25 astro-ph.HE
Modeling Seven Years of Event Horizon Telescope Observations with Radiatively Inefficient Accretion Flow Models
事件视界望远镜的初始三站版本是毫米波长甚长基线干涉仪，从2007年到2013年反复观测人马座A*（Sgr A*），测量了各种干涉测量量。特别重要的是，现在有一个大的关闭阶段，测量了一些独立的观测时期。我们分析这些观测的背景下实现的半解析辐射效率低下的磁盘模型，牵连的低光度的Sgr A*。我们发现广泛的一致性之间的各种观测时期和不同的干涉数据类型，后者提供了显着的支持，这一类的模型的Sgr A*。新的数据大大加强了现有的限制自旋的大小和它的方向在这个模型的背景下，发现一个旋转的$a=0.10^{+0.30+0.56}_{-0.10-0.10}$，一个相对于$θ={60^\circ}^{+5^\circ+10^\circ}_{-8^\circ-13^\circ}$的视线倾斜，和一个位置角$ξ={156^\circ}^{+10^\circ+14^\circ}_{-17^\circ-27^\circ}$东北。这与以前的分析是一致的。值得注意的是，先前位置角中的$180^\circ$简并性现在已经通过包含闭合相位测量而被最终打破。在倾斜的反射退化仍然存在，允许两个本地化的自旋矢量方向，其中之一是在协议的红外气体云G2和顺时针盘的年轻恒星的轨道角动量。这可能支持Sgr A* 的吸积流和这些大尺度特征之间的关系。
2016-02-24 astro-ph.HE
Horizon-scale intensity and polarization images of rotating Konoplya-Zhidenko black holes with thick accretion flows
研究几何厚光学薄吸积流中Konoplya-Zhidenko旋转非Kerr黑洞的阴影与偏振图像，发现变形参数增大高阶像尺寸，自旋和倾角增强不对称性，厚盘模型产生与薄盘模型显著不同的特征。
2026-10-06 astro-ph.HE gr-qc
The power of relativistic jets is larger than the luminosity of their accretion disks
从活动星系核产生相对论喷流的理论模型预测，喷流的动力来自中心黑洞的自旋和质量，以及事件视界附近的磁场。磁场贡献的物理机制是由吸积物质放大的场施加在旋转黑洞上的扭矩。如果磁场的平方与吸积速率成正比，那么喷流功率与吸积光度之间将存在相关性。有这样的相关性的证据，但知识不足的吸积光度的有限和不均匀的使用样本阻止了一个坚定的结论。在这里，我们报告了一个样本的耀变体（类星体的喷流指向地球），克服了以前的限制档案观测的分析。我们发现一个明确的相关性喷流功率测量通过伽马射线光度，吸积光度测量的宽发射线，与喷流功率占主导地位的磁盘光度，与数值模拟。这意味着穿过黑洞视界的磁场达到了吸积物质所能承受的最大值。
2014-11-19 astro-ph.HE
Adiabatic Index in Fluid Models of Collisionless Black Hole Accretion
针对黑洞高亚爱丁顿吸积的单流体模型中绝热指数选择差异问题，研究表明低光度吸积条件下最佳绝热指数接近但略小于5/3，并提出了离子-电子耗散与温度比的平衡模型。
2025-02-02 astro-ph.HE
Outflows from naked singularities, infall through the black hole horizon: hydrodynamic simulations of accretion in the Reissner-Nordström space-time
本研究首次完成Reissner-Nordström时空中致密天体吸积的流体动力学模拟，对比发现黑洞吸积物质会坠入视界，而裸奇点吸积会形成环面内结构并产生强劲外流，结果可用于检验星系核中心致密天体的时空度规。
2024-08-15 astro-ph.HE gr-qc
Discriminating Accretion States via Rotational Symmetry in Simulated Polarimetric Images of M87
2017年4月，事件视界望远镜观测到椭圆星系梅西耶87核心的超大质量黑洞阴影。虽然原始图像是根据总强度的测量构建的，但也收集了完整的偏振数据，预计在不久的将来会有线性偏振图像。我们提出了一种模式图像分解的线性极化场的基函数与不同的方位角依赖的电矢量的位置角。我们应用这种分解的图像的射线跟踪广义相对论磁流体力学模拟的Messier 87吸积盘。对于物理上与以前的观测结果一致的模拟图像，与旋转对称性相关的系数$β_2$的大小是吸积状态之间的有用的距离。我们发现，在20 $μ$的分辨率，$|β_2|$是大于0.2，只有模型的磁盘水平尺度的磁压力大到足以破坏稳定的吸积。我们还发现，具有更多的径向电矢量位置角的图像对应于具有更高的黑洞自旋的模型。我们的分析表明，建议的分解作为一个诊断框架，以提高理论模型的约束的效用。
2020-04-03 astro-ph.HE
Event-Horizon-Telescope Evidence for Alignment of the Black Hole in the Center of the Milky Way with the Inner Stellar Disk
用1.3毫米的事件视界望远镜对银河系中心的黑洞进行观测，发现发射区的大小小于黑洞阴影的大小。如果吸积流是在一个相对较高的倾角（50-60度）上观测到的，这可以与源的光谱特性相一致。这样的倾斜使得气流的角动量，也许还有黑洞的角动量，几乎与距离黑洞3角秒以内的恒星轨道的角动量一致。我们讨论了这样一个对齐的黑洞的性质和吸积流的影响。我们认为，未来的事件视界-望远镜观测不仅会改善Sgr A* 的倾角，而且还能精确测量它在天空平面上的方位。
2014-09-18 astro-ph.HE
The slimming effect of advection on black-hole accretion flows
在超爱丁顿速率下，黑洞上的吸积流被描述为细长（长宽比$H/R \lesssim 1$）或厚（H/R >1）的圆盘，也被称为圆环或（波兰）甜甜圈。这两种描述之间的关系从未被建立，但人们普遍认为，在足够高的吸积速率下，细长的圆盘会膨胀，变得更厚。我们希望确定在什么条件下稀薄的吸积流会变厚。我们用解析方程、数值1+1格式和数值辐射MHD程序描述和比较了各种高吸积率下的吸积流模型，发现在高吸积率下平流的主导作用阻止了薄圆盘变厚。在超爱丁顿速率下，黑洞周围的吸积流总是被认为是稀薄的而不是稠密的。
2016-06-20 astro-ph.HE
The Effects of Accretion Flow Dynamics on the Black Hole Shadow of Sagittarius A$^{*}$
辐射低效吸积流（RIAF）是银河系中心超大质量黑洞人马座A $^{*}$的一种理想吸积模型，它具有次开普勒性质.为了研究RIAF的可观测特征，我们比较了三种流动模型的建模阴影图像、vibrium和光谱，其动力学特征为：（i）开普勒壳，其在最内层稳定圆轨道（ISCO）外刚性旋转，并在ISCO内以恒定角动量下落，（ii）亚开普勒运动，以及（iii）在无穷远处以零角动量自由下落运动。在近毫米波长的发射是由几个史瓦西半径内的流量占主导地位。由于流动动力学的能量转移变得重要和可区分的，这表明流动动力学是一个重要的模型参数解释毫米/亚毫米甚长基线干涉观测与即将到来的，完全组装的事件视界望远镜（EHT）。作为一个例子，我们证明了人马座A $^{*}$在事件视界尺度上的结构变化可以用RIAF的非平稳动力学来解释。
2016-08-10 astro-ph.HE
The Role of Inhomogeneities in the Turbulent Accretion of Black Holes
Dipartimento di Fisica, Università della Calabria（卡塔尼亚大学物理系）
研究通过高分辨率GRMHD模拟探讨黑洞吸积中不均匀性对湍流的影响，发现扰动案例中谱指数更陡，相关时间更长，表明事件视界吸收了宏观结构，改变了吸积率。
2026-03-23 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Full 3-D MHD calculations of accretion flow Structure in magnetic cataclysmic variable stars with strong and complex magnetic fields
我们对激变变星中的流吸积进行了三维MHD计算，其中白矮星主星具有强而复杂的磁场。这些计算的动机是观察极;激变变量包含白矮星的磁场足够强，以防止形成一个吸积盘。因此，吸积流从L1点流出，直接撞击白矮星表面的一个或多个点。观测表明，在某些双星中，白矮星拥有复杂的（非偶极的）磁场。我们进行模拟的10个极性或相当于一个异步极性在10个不同的拍相位。我们的模型有一个以白矮星主星为中心的排列好的偶极加四极磁场。我们发现，对于一个足够强的四极分量的吸积点发生在磁赤道附近的模拟略少于一半，而极性吸积区是活跃的其余大部分的模拟。对于一个或两个配置;吸积在主导极地地区和赤道区同时发生。这是第一个三维MHD计算，以确认复杂的磁场的存在，在磁性CV。我们的结论是，这可能是很难观测确定，如果该领域是一个纯粹的偶极子或如果它是复杂的极性，但将有迹象表明，一些系统。具体来说，如果白矮星的自旋赤道（轨道平面）附近有一个吸积区，或者如果有两个或更多的吸积区不能用偶极磁场来拟合，那么应该考虑复杂的磁场。对于异步极，磁场约束预计将大大加强，复杂的场的几何形状，由于吸积流结构的变化作为自旋轨道拍相位的函数更清晰的指标。
2012-10-15 astro-ph.HE
Observational evidence of black hole event horizon from ultra-compact X-ray binaries
Xiamen University（厦门大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
本研究通过分析5颗轨道周期短于40分钟的极密X射线双星，发现黑洞的X射线辐射效率比中子星低2至3个数量级，间接证实了黑洞事件视界的存在。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
PATOKA: Simulating Electromagnetic Observables of Black Hole Accretion
事件视界望远镜（EHT）发布了对M87星系中心超大质量黑洞附近视界尺度毫米辐射重建图像的分析。部分分析利用了一个大型的人造黑洞图像和光谱库，这些图像和光谱是利用数值广义相对论磁流体力学流体模拟和偏振射线追踪产生的。在这篇文章中，我们描述了PATOKA管道，这是用来产生伊利诺伊州的EHT模拟库的贡献。我们首先描述相关的吸积系统和辐射过程。然后，我们描述了我们使用的三个数字代码的细节，iharm，ipole和igrmonty，特别注意当前一代的代码和最初发布的版本之间的差异。最后，我们提供了一个简短的概述，模拟数据产生的PATOKA和结论的局限性和未来的方向进行了讨论。
2022-03-11 astro-ph.HE
Accretion in the spin-down regime
吸积驱动毫秒X射线源可以在很宽的质量流率范围内吸积。即使在小的吸积速率下，脉动也会持续存在，在这种速率下，这些物体预计将处于螺旋桨阶段。我们认为，内部区域的磁盘周围的毫秒X射线恒星是足够厚的一小部分流入的物质可以吸积，即使在自旋下降制度从区域的磁盘远离磁盘平面。这允许这些系统在宽范围的质量流率内是明亮的。我们模拟了SAXJ1808.4 -3658在爆发过程中的光变曲线，并表明快速衰变阶段可以用自旋下降制度中的分数吸积来模拟。
2010-10-07 astro-ph.HE
GRMHD modelling of accretion flow around Sagittarius A$^*$ constrained by EHT measurements
本文通过稳态 GRMHD 方程构建全局低角动量吸积解，并系统调节能量、角动量、磁通量和等旋转参数，以约 10% 精度复现 EHT 对人马座 A$^*$ 的磁场强度推断。
2025-10-04 astro-ph.HE
The large scale magnetic fields of advection dominated accretion flows
计算了大尺度磁场穿过ADAF时的对流扩散，发现当磁普朗特数P~1时，吸积流可以有效地将磁场向内拖曳。这是由于ADAF的径向速度大。研究发现，即使外加垂直场强小于ADAF外半径处气体压力的5%，ADAF内靠近黑洞视界的区域的磁压力也可高达气体压力的50%，这是由于气体在边缘稳定圆轨道内迅速冲向黑洞造成的.在ADAF的内部区域中，流动在垂直方向上被磁场显著地加压，并且因此其气体压力可以比没有磁场的ADAF中的气体压力高两个数量级。这意味着传统的ADAF模型在假设磁场和气压均分的情况下低估了黑洞附近的磁场强度。结果表明，在6 GM/c^2时，黑洞视界附近的流场的磁场强度比ADAF中的高出一个数量级以上，这意味着对于ADAF，Blandford-Znajek机制可能比Blandford-Payne机制更重要.我们发现当外加磁场足够强或吸积流的外半径气压较低时，或两者同时存在时，黑洞附近的吸积流被磁场减速。这对应于一个临界吸积率，低于该吸积流将被逮捕的磁场附近的黑洞为一个给定的外部强加的领域。在这种情况下，气体可能会吸积为磁限制的斑点，通过非常接近黑洞视界的区域中的场线扩散，这与致密恒星中的情况相似。
2011-06-24 astro-ph.HE
The ngEHT's Role in Measuring Supermassive Black Hole Spins
虽然超大质量黑洞的质量已经在宇宙时间内被编目，但只有几十个黑洞有可靠的自旋测量。通过扩展和改进现有的事件视界望远镜（EHT）阵列，下一代事件视界望远镜（ngEHT）将能够在事件视界尺度上拍摄多频偏振电影，这将对时空和吸积流产生新的约束。通过结合这些信息，预计ngEHT可能能够测量数十个超大质量黑洞的质量和自旋。在本白皮书中，我们讨论了现有的自旋测量和许多建议的技术，ngEHT可以潜在地测量目标超大质量黑洞的自旋。ngEHT测量的自旋将代表一个全新的源样本，与先前存在的样本不同，它不会偏向于具有高吸积率的物体。这样的样本将为超大质量黑洞的吸积、反馈和宇宙组装提供新的见解。
2022-11-07 astro-ph.HE
Non-Blackbody Disks Can Help Explain Inferred AGN Accretion Disk Sizes
如果活动星系核吸积盘中的大气密度$ρ_{atm}$足够低，大气中的散射可以产生非黑体出射光谱。对于一个给定的辐射热光度，在紫外和光学波长，这样的磁盘有较低的通量和明显较大的尺寸相比，磁盘发射的黑体。我们表明，模型中，$ρ_{\rm atm}$是一个足够低的固定分数的内部密度$ρ$可以匹配的活动星系核风暴观测的NGC 5548，但产生磁盘光谱能量分布，峰值在较短的波长比观察到的发光活动星系核一般。因此，散射大气可以解释大推断AGN吸积盘的大小，但不太可能是唯一的贡献者。在附录部分中，我们给出了薄吸积盘中气压控制区的内部$ρ$和$T$的统一方程。
2018-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Two Types of Ergospheric Jets from Accreting Black Holes: The Dichotomy of Fanaroff-Riley Galaxies
研究了不同吸积环境下黑洞转动能的提取。当吸积速率为中等时，吸积盘由外部薄盘和内部平流主导的吸积流组成。在这样的组合盘中，外部薄盘可以在事件视界维持中等强度的磁场，导致通过磁流体动力学彭罗斯过程形成具有中等亮度和速度的相对论喷流。另一方面，当吸积率增加到足够大时，圆盘在视界附近就变得几何上薄。在这个细长的圆盘中，密度较高的等离子体可以维持比组合圆盘中更强的磁场，从而通过Blandford-Znajek过程形成具有更大亮度和速度的喷流。讨论了前者与Fanaroff-Riley（FR）I星系有关，后者与FR II星系有关。
2012-11-07 astro-ph.HE
Hot accretion flow with radiative cooling: state transitions in black hole X-ray binaries
利用二维轴对称流体动力学模拟方法，研究了不同参数下黑洞X射线双星的状态跃迁。对于热吸积流中的辐射冷却，我们在动力学中自洽地考虑了韧致辐射、同步辐射和同步辐射自康普顿化。我们的主要结果是，当吸积速率达到一个临界值$\dot M \sim 3α \dot M_{\rm Edd}$时，状态转变发生，超过这个临界值，冷而致密的团簇/簇状结构形成，嵌入在热气体中。我们认为，这种模式可能对应于所提出的两相吸积模型，这可能是负责的黑洞X射线双星的中间状态。当吸积速率足够高时，团块/碎屑结构逐渐合并并沉降到中平面上。最终吸积几何转化为盘冠配置。总之，我们的结果是一致的截断吸积的情况下的状态转变。
2016-04-08 astro-ph.HE
Is the energy generation rate of nuclear reactions in hot accretion flows important?
黑洞周围的热吸积流的温度足够高，足以点燃核反应。这可能是宇宙中重要的核合成机制。作为研究这一问题的第一步，我们需要测量吸积流的密度和温度等物理量。在通常的热吸积流研究中，粘性耗散被认为是唯一的加热机制，而没有考虑核反应引起的加热。在本文中，我们调查的能量产生率的核反应是重要的相比，粘性加热。我们的计算表明，前者至多是后者的百分之一，因此并不重要。因此，吸积流的动力学可以用通常的方法计算，而不需要考虑由于核反应而引起的加热。
2009-06-15 astro-ph.HE
Hydrodynamic Simulations of the Inner Accretion Flow of Sagittarius A* Fueled By Stellar Winds
我们目前雅典娜++网格为基础的，流体动力学模拟到人马座A* 吸积通过恒星风的$\sim 30$沃尔夫-拉叶星在中央秒差距的银河系中心。这些模拟跨越了$\sim$ 4个数量级的半径，一直延伸到黑洞的300个引力半径，比以前的工作多了$\sim 32$倍。我们相当好地再现了钱德拉在中央秒差距观测到的漫射热X射线发射。小半径的吸积流是两个部分的叠加：1）一个适度未束缚的、次开普勒的、厚的、压力支持的盘，它在大多数（但不是所有）时间与顺时针恒星盘对齐; 2）一个束缚的、低角动量的流入，主要沿着盘的南极进行。我们解释这种结构作为一个自然的结果，一些最里面的恒星风占主导地位的吸积，产生一个广泛分布的角动量流。在模拟中包括恒星S2对流动结构的影响可以忽略不计。外推我们的结果，从不同的内半径模拟，我们发现的吸积率$\sim$几个$\times 10^{-8} M_\odot$ /年的地平线尺度，符合约束的基础上建模观测到的排放Sgr A*。这里发现的流动结构可以用作更现实的初始条件的水平尺度模拟的Sgr A*。
2018-06-23 astro-ph.HE
Direct Wind Accretion and Jet Launch in Binary Systems
本文研究了含有年轻大质量恒星的密近双星系统中旋转黑洞的风吸积。结果表明，吸积星风物质的角动量不足以形成吸积盘。另一方面，在所考虑的条件下，Blanford-Znajek机制可以被激活，从而可以在黑洞的旋转轴的方向上发射强大的射流。重要的是，在所提出的设想中，预计不会出现通常从吸积盘的热X射线发射中看到的吸积的观测特征。在这里，所产生的喷流的属性进行了数值研究的框架内的二维广义相对论磁流体动力学方法。由于磁通量在黑洞视界的积累，喷流功率预计将在亚秒的时间尺度上调制。虽然喷流活动阶段之间的间隔取决于从黑洞视界（可以自洽地建模，仅使用3D代码）的磁通量逃逸，平均喷流功率的一般估计。对于双星系统中的黑洞旋转（无量纲旋转参数a=0.5），预计约有10%的吸积剩余能量可以被引导到喷流中。在伽马射线双星LS 5039的特定情况下，如果调用多普勒增强，可以增强系统的表观通量，则所获得的喷流光度可以对观测到的GeV辐射负责。
2011-09-27 astro-ph.HE
Spacetime Tomography Using The Event Horizon Telescope
随着事件视界望远镜（EHT）的问世，我们现在已经进入了高分辨率成像天文学的新时代。EHT可以解决黑洞附近的物质动力学在视界尺度和以下。作为候选黑洞之一，人马座A* 每天会根据波长的不同而发出1 -4次耀斑。对这些耀斑的一种可能的解释可能是通过吸积流中的磁重联事件产生的热点。在本文中，我们构建了一个半解析模型的热点，包括剪切的影响，作为一个点沿吸积流移动。然后，我们探讨的EHT恢复这些热点的能力。即使包括显著的系统的不确定性，如热噪声，衍射散射，和背景发射由于吸积盘，我们能够恢复热点和时空结构，以低于百分之精度。此外，通过观察多个耀斑事件，我们展示了如何EHT可用于断层成像映射时空。这为在超大质量黑洞的事件视界附近检验相对论流体动力学和广义相对论提供了新的途径。
2020-02-17 astro-ph.HE gr-qc
Image of Kerr-Melvin black hole with thin accretion disk
本文研究了在吸积盘照射下Kerr-Melvin黑洞的观测现象。假设吸积盘位于赤道面上，在几何和光学上都很薄。考虑到在最内层稳定圆轨道（ISCO）外，吸积流沿正向或逆向圆轨道运动，在ISCO内沿倾伏轨道落向视界，我们发展了数值后向射线追踪方法，得到了不同黑洞自旋、磁场强度和观测者倾角时，伴随吸积盘的KMBH像.我们提出了水平和纵向的强度分布，并显示了直接和透镜图像的红移的轮廓。我们的研究表明，内阴影和临界曲线可以用来估计无退化黑洞周围的磁场。
2022-10-04 astro-ph.HE gr-qc
Spins of supermassive black holes M87* and SgrA* revealed from the size of dark spots in Event Horizon Telescope Images
本研究利用几何薄吸积盘模型重建Event Horizon Telescope图像中的暗斑，通过分析SgrA*和M87*暗斑大小推断其自旋分别为0.65<a<0.9和a>0.75。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic sonic geometry for isothermal accretion in the Schwarzschild metric
在这项工作中，我们进行线性微扰的广义相对论等温吸积到一个非旋转的天体物理黑洞，研究相应的涌现声学度规的显着特点。对于球对称吸积以及轴对称物质流为三种不同的几何配置的物质，我们扰动的速度势，质量吸积率，和积分解的时间无关的部分的广义相对论欧拉方程，以获得这样的声学几何。我们提供的程序来定位的声学视界，并确定这样的视界与跨音速表面的吸积物质，通过建设相应的因果结构。然后，我们讨论如何根据与背景流解对应的吸积变量来计算声表面重力的值-即，不同物质几何形状的定常积分跨音速吸积解。我们表明，声学几何的显着特点是独立的物理变量，我们扰动，但敏感地依赖于几何配置的黑洞吸积盘。
2017-07-14 astro-ph.HE gr-qc
A New Solution to the Plasma Starved Event Horizon Magnetosphere: Application to the Forked Jet in M87
在86 GHz的甚长基线干涉观测揭示了M87中具有分叉形态的几乎中空的喷流。详细的分析表明，M87喷流中心脊的光谱光度是周围的中空喷流$200 -400 μ\rm{as}$从中央黑洞的百分之几。此外，最近的喷流模型表明，一个中空的“管状”喷流可以解释一个广泛的合理的宽带光谱来自喷射等离子体位于$\sim 30μ\rm{as}$的中心黑洞，包括230 GHz的相关通量检测到的事件视界望远镜。最重要的是，这些来自内部吸积流的中空喷流具有能够将全球喷流激发到千秒差距尺度的内在动力。因此，本文考虑低光度吸积系统中磁层事件视界的新模型。与某些模型相反，脊柱不是一个无形的强大射流。它本质上是一种弱喷流。在新的EHM解中，吸积极向磁通量很弱，背景光子场也很弱。它示出了如何吸积的情况下，自然的结果在EHM的吸积极向磁通量的耗散不是一个强大的射流所需的极向通量的积累。新的解决方案表明较小的大规模极向磁通量（和喷流功率）的EHM比周围的吸积流，不能支持显着的EHM驱动的喷流。
2018-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accretion of rotating fluids onto stationary solutions
我们考虑了一般的定态解，并导出了旋转理想流体吸积的一般规律。对于非简并和简并的费米和玻色流体，我们得到了新的效果，模拟的质量中心的能量效应的两个碰撞粒子在视界附近。非简并流体的化学势是任意增长的，超相对论费米流体的比焓和费米动量也是任意增长的，而非相对论费米流体的比焓和费米动量逐渐消失。对于简并玻色流体，当流体接近视界时，两种情况仍然是可能的：a）玻色-爱因斯坦凝聚停止或b）温度逐渐下降到零。
2017-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Analog Gravity in Magneto-Viscous Fluids: Enhanced Analog Hawking Temperature in Accretion Disks
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
本文提出磁流体中的粘磁声学模拟引力框架，证明快磁声模式在吸积盘中可形成视界，且模拟霍金温度随磁场拓扑和粘性参数增强而升高。
2026-09-21 astro-ph.HE gr-qc physics.flu-dyn
Probing the magnetic field structure in Sgr A* on Black Hole Horizon Scales with Polarized Radiative Transfer Simulations
在黑洞吸积系统中，磁场被认为驱动吸积和相对论喷流，但控制这些现象的磁场结构仍然不确定。我们进行广义相对论（GR）偏振辐射转移的时间相关的三维GR磁流体动力学（MHD）模拟模型热同步辐射从银河系中心源人马座A $^\ast$（Sgr A*）。我们将我们的结果与事件视界望远镜（EHT）的新偏振测量结果进行比较，并展示了在可见度（傅立叶）域中的偏振如何区分和约束具有不同磁场结构的吸积流模型。这些模型包括由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的磁盘中的小尺度场模型以及磁制动磁盘（MAD）中的大尺度有序场模型。我们还考虑了不同的电子温度和射流质量加载处方，控制磁盘，漏斗壁射流，和Blandford-Znajek驱动的漏斗射流的亮度。我们的模拟和观测之间的比较有利于模型与有序的磁场附近的黑洞事件视界在Sgr A*，虽然磁盘和喷流为主的发射可以令人满意地解释目前的EHT数据。我们表明，更强的模型约束应该是可能的，即将到来的圆极化和更高的频率（$349~{\rm GHz}$）的测量。
2016-01-21 astro-ph.HE gr-qc
Expanding the Horizon of Black Hole Imaging with AtLAST
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；MSSL, University College London（伦敦大学学院太空与气候物理研究所）；Yamaguchi University（山口大学）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）；Nagoya City University（名古屋市立大学）；Massachusetts Institute of Technology Haystack Observatory（麻省理工学院海斯塔克观测站）；Niigata University（新潟大学）；Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；University of Lancashire（兰开夏大学）
利用AtLAST升级EHT，通过提升灵敏度和多频段能力，扩展对黑洞视界尺度源的观测，研究黑洞生长、吸积物理及喷流发射。
2026-02-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Toward General-Relativistic Magnetohydrodynamics Simulations in Stationary Non-Vacuum Spacetimes
本研究提出一大类稳态轴对称旋转度规的视界穿透形式，突破了此前仅克尔、克尔-纽曼度规可用的限制，可支撑广义相对论及非广义相对论框架下多种旋转致密天体的GRMHD吸积模拟。
2024-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Bridging Scales in Black Hole Accretion and Feedback: Relativistic Jet linking the Horizon to the Host Galaxy
本文改进多区 GRMHD 方法，模拟自旋 a_*=0.9 黑洞从视界到星系尺度的吸积与喷流反馈，发现效率约30%且主要由自旋决定，并给出宇宙学模拟子网格公式。
2025-07-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Wormhole Geometries using the Orbit of S2 Star and the Event Horizon Telescope
在本文中，我们研究的可能性，有一个虫洞（WH）作为一个候选人的Sgr A $^\star$中心对象和测试这个想法，通过限制他们的几何形状使用的运动S2星和重建的阴影图像。特别地，我们考虑三个WH模型，包括爱因斯坦理论中的WH，膜世界引力和Einstein-Dirac-Maxwell理论。为此，我们约束WH喉使用的运动S2星，并表明耀斑的条件是满足的。我们还考虑了下落气体的吸积模型，研究了吸积率、电磁辐射强度和阴影像。
2022-07-11 astro-ph.HE gr-qc
