On the basis of data from an energy-conserving 3D general relativistic MHD simulation, we predict the statistical character of variability in the coronal luminosity from accreting black holes. When the inner boundary of the corona is defined to be the electron scattering photosphere, its location depends only on the mass accretion rate in Eddington units (\dot{M}). Nearly independent of viewing angle and \dot{M}, the power spectrum over the range of frequencies from approximately the orbital frequency at the innermost stable circular orbit (ISCO) to ~100 times lower is well approximated by a power-law with index -2, crudely consistent with the observed power spectra of hard X-ray fluctuations in AGN and the hard states of Galactic binary black holes. The underlying physical driver for variability in the light curve is variations in the accretion rate caused by the chaotic character of MHD turbulence, but the power spectrum of the coronal light output is significantly steeper. Part of this contrast is due to the fact that the mass accretion rate can be significantly modulated by radial epicyclic motions that do not result in dissipation, and therefore do not drive luminosity fluctuations. The other part of this contrast is due to the inward decrease of the characteristic inflow time, which leads to decreasing radial coherence length with increasing fluctuation frequency.
GRMHD Simulations of Accreting Proto-Magnetars I. Implications for Gamma-Ray Burst Jets and Energetic Explosions
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，西蒙斯数据科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）
GRMHD Simulations of Accreting Proto-Magnetars II. Implications for r-process Nucleosynthesis
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，富尔顿研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）
Fe K$α$ Profiles from Simulations of Accreting Black Holes
我们提出的第一个结果，从一个新的技术预测的Fe-K $α$配置文件直接从广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟。从GRMHD模拟的数据处理的Monte Carlo全球辐射输运代码，它确定的X射线通量照射磁盘表面和日冕电子温度自洽。利用模拟得到的辐射通量和盘的密度结构，通过光电离平衡和辐射传输方程的求解，确定了再处理后的Fe K $α$发射。我们制作的地图的表面亮度的Fe K $α$排放的磁盘表面，其中-为我们的例子的$10 M_\odot$，史瓦西黑洞吸积在$1\%$爱丁顿值-急剧上升一个引力半径外的半径最内稳定的圆形轨道，然后下降$\propto r^{-2}$在更大的半径。我们解释这些功能的Fe K $α$径向表面亮度分布的磁盘的电离结构和扩展的日冕几何形状的后果，分别。我们还提出了相应的铁K $α$线的配置文件，将看到由遥远的观察者在几个倾角。我们预测的K $α$线的线轮廓和等效宽度的形状都与通常从吸积黑洞中观察到的线轮廓和等效宽度在定性上相似。最重要的是，这项工作代表了理论和观测之间的直接联系：在一个完全自洽的方式，我们产生可观察到的结果--铁荧光线轮廓--从黑洞吸积理论几乎没有唯象假设。
Black hole to breakout: 3D GRMHD simulations of collapsar jets reveal a wide range of transients
我们提出了一套第一个3D GRMHD星的模拟，从自洽射流发射的吸积克尔黑洞（BH）的突破从恒星。我们确定了三种类型的外流，取决于角动量，$ l $，崩溃的材料和磁场，$ B $，在BH地平线上：（一）次相对论外流（低$ l $和高$ B $），（二）定常吸积激波不稳定性（SASI;高$ l $和低$ B $），（三）相对论喷流（高$ l $和高$ B $）。在没有喷流的情况下，恒星包层的自由落体为BH吸积速率提供了一个很好的估计。喷流可以大大抑制吸积率，其持续时间可以限制在恒星的磁化剖面。我们发现，大（陡峭）的内部密度幂律指数（$ \gtrsim 2 $）的祖先，面临着极端的挑战，伽马射线暴（GRB）的祖先，由于过度的亮度，全球时间演变的光变曲线在整个爆发和短的爆发时间，与观测不一致。我们的研究结果表明，各种各样的观测到的爆炸外观（超新星/超新星+伽玛暴/低光度伽玛暴）和发射相对论流出的特性（亮度和持续时间）可以自然地解释的祖先结构的差异。我们的模拟揭示了几个重要的喷流功能：（一）强磁耗散内的恒星，导致弱磁化射流突破，可能有显着的光球发射和（二）自发出现的倾斜吸积盘喷流，即使在没有任何倾斜的祖。
Magnetic Configuration Imprints on Quasi-Periodic Variability in GRMHD Simulations of Thin Accretion Disks
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所，上海交通大学）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院基础物理与量子技术研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Physics, Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（粒子物理、天体物理与宇宙学教育部重点实验室，上海粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）；Institut für Theoretische Physik, Goethe-Universität Frankfurt（法兰克福歌德大学理论物理研究所）
Polarization Signatures from GRMHD Simulations of Black Hole Accretion
College of Charleston（查尔斯顿学院）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富兰克林研究所计算天体物理学中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-西班牙国家研究委员会）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
Diffuse neutrino flux from coronal magnetospheric current sheets of accreting black holes
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里安大学）；Institute of Accelerating Systems and Applications（加速系统与应用研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
Measuring black hole spins with x-ray reflection spectroscopy: A GRMHD outlook
Fudan University（复旦大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute（乌鲁伯格天文学研究所）；Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学）；Goethe Universität（法兰克福歌德大学）
Energy flow and radiation efficiency in radiative GRMHD simulations of neutron star ultraluminous X-ray sources
Nicolaus Copernicus Astronomical Center of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天体物理中心）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Nicolaus Copernicus Superior School, College of Astronomy and Natural Sciences（尼古拉·哥白尼高等学院天文与自然科学学院）
GRMHD simulations of accretion onto Sgr A*: How important are radiative losses?
本文采用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）方法对银河系中心人马座A *（Sgr A *）的超大质量黑洞的吸积流进行了数值模拟。模拟包括第一次辐射冷却过程（同步，韧致辐射，逆康普顿）自洽的动力学，使我们能够测试忽略所有冷却损失的建模中的Sgr A * 的常见简化。我们确认，对于Sgr A *，如果银河系中心的吸积速度低于~10 ^{-8} Msun/yr，即Mdot <10 ^{-7} Mdot_Edd，则忽略冷却损失是合理的近似。但在此极限以上，我们表明，辐射损失应考虑到显着差异出现在动力学和由此产生的光谱时，比较模拟与不冷却。这个极限意味着大多数附近的低光度活动星系核都处于应该考虑冷却的区域。进一步对银河系中心超大质量黑洞周围的轴对称气体吸积进行了参数研究。这种方法使我们能够调查一般的气体吸积的物理学，同时面对我们的结果与良好的研究和观察源，Sgr A *，作为一个测试案例。我们证实，吸积流和外流的性质是强烈依赖于初始几何的磁场。例如，我们发现，即使有非常高的自旋，也很难从带有多个单独的极向场环的圆盘中产生强大的外流。
Electron-positron Pair Production in Global GRMHD Simulations of Black Hole Accretion Flows
JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学JILA与美国国家标准与技术研究院）；Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado（科罗拉多大学天体物理与行星科学系）
