Misaligned precessing jets are choked by the accretion disk wind
在潮汐瓦解事件中,解析与数值研究恒星角动量与黑洞自旋错向时的进动喷流传播,发现喷流多被吸积盘风阻塞,仅双重对齐时突破,解释了喷流 TDE 低事件率及晚期射电再增亮。
2023-10-23 astro-ph.HE
X-Ray view of Misaligned AGNs
Fermi-LAT卫星最近发现了一小群射电星系和陡谱射电源:错位活动星系核(MAGNs)样本。我们提出的X射线分析的所有来源,这个样品(7个FRI和3个FRI)与公司的GeV协会。这项研究支持的想法,FRII主机更有效的吸积机制(m_dot >0.1)比FRI(m_dot <0.003)。此外,在具有高吸积率的物体中,宽线区域似乎是非常活跃的区域,除了光学线之外,还产生了6.4 keV的荧光铁Ka特征。FRII喷流似乎在光子非常丰富的环境中传播,至少在零阶解释了为什么外部康普顿是产生伽马射线的首选机制。在FRI中,铁谱线也很难被探测到,环核环境中光子的缺乏似乎有利于同步加速器自康普顿过程。
2012-05-08 astro-ph.HE
Hot, Retrograde Tilted MADs: Misaligned, Precessing, and Shaped by Electromagnetic Torques
JILA and Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校 JILA 天体物理与行星科学系)
研究揭示了强磁化逆行偏移吸积盘在黑洞自转影响下的对齐机制及电磁扭矩作用
2026-01-22 astro-ph.HE
Alignment and precession of a black hole misaligned with its accretion disc: Application to Low Mass X-ray Binaries
Kerr黑洞周围的薄粘性吸积盘由于Lense-Thirring(LT)效应而翘曲,导致黑洞的自旋轴进动并与外盘对齐.我们计算了作用在黑洞上的LT力矩,并计算了持久和瞬态吸积体的排列和进动时间尺度。在我们的分析中,我们考虑了内盘的贡献,因为它可以在合理的参数值范围内与黑洞自旋保持不对准。我们发现,对准时间尺度增加的克尔参数低于临界克尔参数值的减少,相反,早期的预测。此外,瞬变吸积的时间尺度一般比持续吸积的时间尺度长。通过对瞬态情况的分析,我们发现低质量X射线双星(LMXB)4U 1543-47中的黑洞可能是未对准的,而LMXB XTE J1550-564中的黑洞已经对准了外盘。LMXB H 1743-322的年龄是假设一个未对准的光盘估计。我们还发现,一个典型的银河系LMXB中的黑洞可能需要比过去估计的更长的时间来对齐。这对用连续X射线谱拟合方法测量黑洞自旋有重要意义。
2019-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Inhibition of Accretion by the Stellar Wind in Misaligned Be/X-ray Binaries
Faculty of Engineering, Hokkai-Gakuen University(北海学园大学工学部)
研究不对准的Be/X射线双星中恒星风对吸积动力学的影响,利用解析模型比较风冲压压力与吸积流气体压力得出抑制条件,发现风驱动抑制对特定BeXRBs系统是合理机制,补充经典螺旋桨机制在特定情况的不足。
2026-07-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Binary Black Hole Accretion Flows From a Misaligned Circumbinary Disk
利用三维光滑粒子流体动力学方法研究了双超大质量黑洞吸积流的基本性质,包括环双星盘与双黑洞轨道平面不重合的情况.我们发现,一个圆形的双星系统与未对准的环双星盘通常会产生双峰的质量吸积率变化的每一个双轨道。这是因为每个黑洞在一个轨道周期内穿过环双星盘平面并捕获气体两次。然而,即使在未对准的系统中,如果轨道偏心率适度大(e \lesssim 0.3),则每个双星轨道产生一个单一的峰值质量吸积率变化。质量吸积率峰值的数量可以简单地理解为每个双星黑洞与其最近的环双星盘内缘之间距离的轨道相位依赖性。在不同质量的偏心双星黑洞的情况下,质量较小的黑洞可以比质量较大的黑洞更接近环双星盘,从而从其内部边缘潮汐地分裂气体,但产生的气体流被两个黑洞以很短的时间延迟捕获。因此,组合光变曲线显示出周期性出现的双峰耀斑与一个很短的时间间隔。这可以解释OJ287的光变化。
2012-11-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Embedded BHs and multipole globules: Clustered misaligned thick accretion disks around static SMBHs
我们研究了围绕中心静态史瓦西黑洞的未对准(倾斜)环面簇。为此,我们考虑了一组几何厚,压力支持,完美的流体环面分析纯流体动力学模型。我们研究了环面碰撞的出现,因此,由环面组成的聚集体的稳定性与不同的倾角相对于一个固定的远距离观察者。通过引入一个主导函数来控制黑洞吸引子周围的环面分布,将倾斜环面的集合体建模为一个单轨道结构。最终,根据环面的厚度,可以看到环面凝聚体是一个(多极)轨道物质团,具有不同的环面自旋方向,覆盖着嵌入的中心黑洞。这些系统被证明包括环面与新兴的不稳定相吸积到中央黑洞。因此,我们提供了一个评价的量相关的环面能量,如质量通量,的duppy通量,通量厚度取决于多变流体的模型参数。因此,这种分析的存在和性质的倾斜环面和聚集的错位磁盘的限制。一些注释包括在聚集体上,包括原喷流,由与几何厚环面相关的开尖解表示。
2020-06-05 astro-ph.HE gr-qc
On the Bardeen-Petterson Effect in black hole accretion discs
我们研究了黑洞自旋对翘曲或错位的吸积盘的影响-特别是i)内部盘边缘是否与黑洞自旋对齐,ii)盘是否可以保持对齐的内部盘和错位的外部盘之间的平滑过渡,称为Bardeen-Petterson效应。我们采用高分辨率的三维光滑粒子流体动力学模拟$α$ -光盘受到透镜-Thirring进动,集中在弯曲波制度,其中光盘粘度小于纵横比$α\lesssim H/R$。我们首先解决的争议,在文献中关于可能的稳态振荡的倾斜接近黑洞。我们成功地恢复这样的振荡在3D中的小和中等倾角($\lesssim 15^{\circ}$),提供两个透镜-Thirring和爱因斯坦进动存在,采用足够的分辨率,并提供光盘是不是那么厚,以便简单地吸积错位。第二,我们发现,光盘倾斜超过几度一般陡峭和打破,而不是保持一个平稳的过渡,再次在以前的研究结果相反,但只有一次光盘规模的高度得到充分解决。最后,我们发现,当光盘平面是错位的黑洞自旋一个大的角度,光盘“撕裂”成离散的环,有效地独立进动,并导致快速吸积,与以前的研究结果在扩散制度($α\gtrsim H/R$)。因此,圆盘和黑洞的自旋轴之间的不对准提供了用于快速生长黑洞的鲁棒机制,而不管圆盘是厚还是薄。
2015-01-07 astro-ph.HE
Misaligned snowplough effect and the electromagnetic counterpart to black hole binary mergers
我们估计吸积率时,一个circumprimary气体盘被推入主超大质量黑洞(SMBH)的合并过程中的衰变次级潮汐力的SMBH。使用三维光滑粒子流体动力学(SPH)代码{\sc幻影},我们扩展以前的调查共面光盘的情况下,光盘和二进制轨道平面错位。我们考虑一个倾斜角从1度到180度变化的几何薄盘和一个质量比为$q$ = $10^{-3}$的双星。我们发现,小倾角(<10度)的光盘产生超过爱丁顿率的亮度增加。相比之下,光盘与20和30度之间的倾角显示不太明显的增长速度,而光盘倾斜180度显示没有峰值的质量吸积率。虽然以前的分析工作预测,有效的潮汐扭矩下降,随着倾斜角的增加,我们表明,错位雪犁效应仍然很重要,即使大于磁盘的纵横比的角度。与双星轨道成小角度倾斜的圆盘产生的吸积率的上升,可以产生与双星轨道衰变最后阶段发出的引力波信号相对应的电磁波。
2019-01-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Broken discs: warp propagation in accretion discs
我们模拟了旋转黑洞周围吸积盘的粘性演化。一般来说,任何这样的盘都是未对准的,并且由于透镜-瑟林效应而翘曲。与以往的研究不同,我们使用有效的粘度约束,以符合内部流体动力学的光盘。我们发现,非线性流体的影响,这减少了有效的翘曲区域的粘度,可以促进破碎的光盘成两个不同的平面。当Shakura & Sunyaev无量纲粘度参数α <~ 0.3且盘和孔之间的初始未对准角度>~ 45度时,会发生这种情况。断裂可以是长期存在的特征,在通常的对准时间尺度上在盘中向外传播,之后盘与孔完全共同对准或反向对准。在我们知道外吸积盘相对于视线倾斜的系统中,例如某些X射线双星:内盘,以及任何喷流,可能相对于轨道平面明显不对齐。
2012-01-05 astro-ph.HE
Origin of Two Types of X-Ray Outbursts in Be/X-Ray Binaries. I. Accretion Scenarios
本文提出了Be/X射线双星中X射线爆发的新设想:正常爆发和巨爆发分别是由Be盘最外层与双星轨道面偏离的物质的辐射低效吸积流(RIAF)和Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积引起的。基于模拟的质量转移率从错位的被磁盘,连同简化的吸积流模型,我们表明,质量吸积率估计从正常的X射线爆发的光度是一致的,与对流为主的吸积流,而不是与标准的,辐射冷却为主,吸积。我们对正常X射线爆发的RIAF方案解决了对这些爆发的标准磁盘图片提出挑战的问题。当一个未对准的Be盘穿过中子星的轨道时,例如,通过翘曲,中子星可以在盘凌日事件期间通过BHL型吸积捕获大量的质量。我们数值计算表明,这样的过程可以重现巨型X射线爆发的X射线光度。在非常高的Be盘密度的情况下,与盘凌日相关的吸积流成为超临界的,从而产生高于爱丁顿光度的光度。
2012-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Misaligned Spinning Binary Black Hole Mergers in Hot Magnetized Plasma
我们提出了广义相对论磁流体动力学模拟的等质量自旋黑洞二进制合并嵌入在磁化气体云。我们着重讨论了自旋相对于轨道角动量的取向对流体动力学、质量吸积率和坡印亭光度的影响。我们发现,在整个螺旋,气体吸积到个别黑洞集中成盘状的超密度,其角动量的方向朝向自旋轴,并持续到合并。我们确定准周期调制发生在质量吸积率的1- 20%的水平,平行于引力波啁啾演变。吸积率时间序列和引力应变之间的相似性是在吸入的黑洞附近强的、动态的引力场和磁场之间相互作用的结果。这一结果表明,在合并前的大质量双星吸积率的准周期性是不排除的环境中,黑洞嵌入在一个circumbinary吸积盘,并可以提供一个额外的有用的签名,电磁辐射同时低频引力波检测。
2022-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamic Torques in Circumbinary Accretion Disks
气体盘被认为是促进二元黑洞合并的一种机制。我们探索环双星盘系统,以确定中央双星的演变。要做到这一点,我们进行三维,流体动力学,局部等温模拟的circumbinary磁盘上的笛卡尔网格。我们专注于固定的圆形轨道上的等质量比的双星。为了研究双星的轨道演化,我们研究了施加在系统上的各种扭矩。对于盘平面和双星轨道平面对齐的情况,我们发现总力矩是正的,因此双星的半长轴增加。对于未对准的情况,我们运行模拟与二元轨道平面和磁盘中平面未对准45 \degree,并发现相同的结果-二元增长。环双星盘重新排列到双星平面的时间尺度与盘的整体粘性时间尺度一致。
2019-02-28 astro-ph.HE
Misaligned magnetized accretion flows onto spinning black holes: Magneto-spin alignment, outflow power, and intermittent jets
本文通过数值模拟研究了自转黑洞与盘角动量错位时的磁逮捕盘演化,发现喷流可通过磁自转对齐机制重整内盘,大倾角则引发间歇性喷流破坏盘结构,并指出缓慢吸积黑洞不表现持续LT进动,磁通量爆发驱动喷流摆动解释了观测现象。
2025-09-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Semi-Analytic Solutions For Warped, Super-Eddington Accretion Disks with Outflows
College of Charleston(查尔斯顿学院);University of Southampton(南安普顿大学);University of California at Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校)
本研究建立了一个辐射压主导的翘曲吸积盘的半解析模型,自洽连接盘翘曲、质量流入、风与能量输运,并确定了盘变为对流的半径,重现了数值模拟结果。
2026-09-24 astro-ph.HE
Observational Signatures of Tilted Black Hole Accretion Disks from Simulations
几何厚吸积流可能存在于低/硬态观测的黑洞X射线双星和低光度活动星系核中。与几何薄盘不同,这些源的角动量轴不会与黑洞的自旋轴对齐。我们计算图像的三维广义相对论磁流体力学模拟错位(倾斜)吸积流使用相对论辐射转移,并比较估计的辐射边缘的位置与预期从他们对齐(未倾斜)的同行。倾斜模拟中的辐射边缘是独立的黑洞自旋为15度的倾斜,在形成鲜明对比的非倾斜模拟的结果,这同意从薄吸积盘理论预期的自旋的单调依赖性。倾斜模拟的合成发射线轮廓强烈依赖于观察者的方位角,并表现出独特的特征,如宽的“蓝翼”。再加上岁差,方位角的变化可能会在观测到的发射谱线中产生时间波动,这将是倾斜吸积流的清晰“签名”。最后,我们评估的可能性,所观察到的低和高频率的准周期振荡(QPO)从黑洞二进制可以产生错位吸积流。虽然低频QPOs从旋进,倾斜磁盘仍然是一个可行的选择,我们发现我们的光变曲线在高频QPOs的频率范围内的显着功率的证据很少。
2011-01-19 astro-ph.HE
Misalignment of the Lense-Thirring precession by an accretion torque
Indian Institute of Technology Indore(印度理工学院印多尔分校);Northwestern University(西北大学);Academy of Sciences(科学院);Nicolaus Copernicus Astronomical Center(尼古拉·哥白尼天文中心);College of Charleston(查尔斯顿学院);Flatiron Institute(平研究所)
本文研究了由外盘施加的吸积扭矩如何导致环状物进动轴偏离黑洞自转轴,并探讨了其观测意义。
2025-12-14 astro-ph.HE
X-ray Quasi-Periodic Oscillations in Active Galactic Nuclei and Their Implications for the Changing Look Phenomenon
Xiamen University(厦门大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台)
研究发现活动星系核NGC 1566在2018次耀斑中出现准周期振荡候选信号,提出变化外观现象可能由不 aligned 的吸积盘驱动,解释了其快速转变时间尺度。
2026-02-27 astro-ph.HE
Misaligned gas discs around eccentric black-hole binaries and implications for the final-parsec problem
研究了偏心超大质量黑洞(SMBH)双星周围低质量(Md /Mb = 0.005)错位气体盘的演化.这些预计将形成从随机取向的吸积事件到一个SMBH二进制形成的星系合并。当扩展的二进制和一个圆环之间的相互作用项四极的顺序和平均的二进制轨道,我们预计四个非旋进盘的方向:对齐或反对齐的二进制,或极轨道周围的二进制偏心率矢量与任何意义上的旋转。所有其他的方位都围绕这两个方位中的任何一个进行进动,其中极进动在高偏心率下占主导地位。这些预期得到了最初未对准的粘性环联星盘的平滑粒子流体动力学模拟的证实,导致在高度偏心联星周围形成极环,而不是圆联星周围的共面盘。此外,我们观察到光盘撕裂和暴力之间的相互作用差异旋进环盘显着破坏光盘结构,并导致气体下降到二进制的角动量很小。虽然来自极盘的吸积可能不会促进SMBH双星合并(解决“最后秒差距问题”),但通过引力弹弓喷射这种下落的低角动量物质是减少双星分离的可能机制。此外,这个过程作用于动力学时间尺度而不是粘性时间尺度,因此速度要快得多。
2015-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tilt Dependence of Alignment in Accretion Disks Subjected to Lense--Thirring Torques
我们考虑了黑洞倾斜对吸积盘排列的影响,研究了三个初始黑洞倾斜,6度,12度和24度,同时考虑了磁流体动力学和(无粘)流体动力学的演化。在许多方面,但不是所有的,动力学是同源的,在这个意义上说,从不同的初始倾斜导致的对齐前沿是非常相似的,当分析的初始倾斜角的分数。即使当初始未对准为24度时,对于所研究的声速,初始未对准为在盘基准半径处的4个垂直刻度高度,表面密度仍然是半径的平滑函数;即,我们没有发现其中盘的内部对准和外部未对准区域分离或“断裂”的例子。
2019-05-03 astro-ph.HE
Pathways for producing binary black holes with large misaligned spins in the isolated formation channel
双星黑洞(BBH)可以从孤立的大质量双星的坍缩核心形成。这些BBH的质量和自旋是由潮汐、风、吸积、共同包络演化(CEE)、超新星诞生踢和恒星核-包络耦合等现象的复杂相互作用决定的。在黑洞合并过程中发射的引力波依赖于黑洞的质量和自旋,因此可以约束这些现象。我们提出了一个简化的二元恒星演化模型,并确定了参数空间的区域,产生大自旋与轨道角动量不一致的BBH。在我们模型的场景A(B)中,稳定质量转移(SMT)发生在质量较大(较小)的恒星的罗氏瓣溢出(RLOF)之后,而CEE发生在质量较小(较大)的恒星的罗氏瓣溢出(RLOF)之后。每一种情况进一步分为途径1和途径2,这取决于大质量恒星的核心是在小质量恒星的RLOF之前还是之后坍塌。如果恒星核心与其包层之间的耦合较弱,那么如果从恒星祖先那里继承了大于解体值$10\%$的出生自旋,就可以产生高自旋的BBH。BBH也可以在场景A中的沃尔夫-拉叶阶段通过潮汐同步获得大自旋,或者在场景B中的SMT阶段通过吸积到最初质量更大的恒星上获得大自旋。如果反冲与轨道速度相当,BBH自旋可能会高度错位,这在路径A1中更容易实现,其中更大质量的恒星的反冲先于CEE。
2023-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Shock-induced partial alignment in geometrically-thick tilted accretion disks around black holes
本文通过三维GRMHD模拟研究几何厚倾斜吸积盘,发现黑洞附近约6个引力半径处的驻激波导致内盘部分对齐,并提出轨道拥挤模型预测激波位置。
2024-09-13 astro-ph.HE
Accretion is All You Need: Black Hole Spin Alignment in Merger GW231123 Indicates Accretion Pathway
University of Florida(佛罗里达大学);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学技术研究所);Columbia University(哥伦比亚大学)
引力波231123的高自转轴对齐表明吸积路径是形成高自转黑洞双星的关键因素
2025-12-14 astro-ph.HE
Electromagnetic vs. Lense-Thirring alignment of black hole accretion discs
吸积盘和黑洞(BH)的角动量通常彼此不对齐,这会导致吸积盘扭曲,并导致产生的任何喷流弯曲。我们考虑一个光盘,是错位在大半径和扭矩的Lense-Thirring(LT)进动和Blandford-Znajek(BZ)射流扭矩。我们考虑了各种光盘状态,包括辐射效率低的厚光盘,辐射效率高的薄光盘,和超爱丁顿吸积盘。BZ射流的磁场强度是从标准均分参数或磁制动盘(MAD)模拟中选择的。我们表明,标准的薄吸积盘可以达到自旋盘对齐到大半径之前LT将发挥作用,所造成的缓慢的下降时间,即使是一个弱的BZ喷气时间来调整光盘。我们发现,几何厚的辐射效率低下的磁盘和超爱丁顿光盘在MAD状态达到磁盘自旋对齐附近的黑洞时,密度分布是浅的磁流体动力学模拟,而BZ喷气对齐磁盘陡峭的密度分布(在对流为主的吸积流)与BH自旋到更大的半径。我们的研究结果表明,BZ喷流扭矩应影响BH自旋大小和方向的宇宙学演化,BH自旋在活动星系核和X射线双星的测量,和事件视界望远镜观测的磁盘或喷流在强场重力制度的解释。
2015-12-25 astro-ph.HE gr-qc
Lense-Thirring Precession of Misaligned Discs I
利用动量方程中的重磁项,研究了无粘和粘滞两种非对准$α-$盘在黑洞周围的Lense-Thirring进动。对于弱未对准$i \lesssim 10^{\circ}$,盘表现得像刚体,经历全套经典谐振子动力学,包括弱和临界阻尼运动(由于粘性)、进动(由于Lense-Thirring扭矩)和章动(由于拱点进动)。对于强烈的错位,$i \gtrsim 30^{\circ}$,我们发现足够薄,$h/r \lesssim 0.05$光盘打破,形成一个缺口和内部和外部的子光盘发展准独立地从缓慢的传质。假设声速设定了盘中翘曲的传播速度,我们可以通过要求内子盘像刚体一样进动来估计断裂半径。我们明确地表明,第一次使用网格代码,爱因斯坦潜力是需要再现的内部光盘边缘的分析性质,并找到光盘打破。在大倾角,我们发现多个光盘断裂,与最近的GRMHD模拟高度倾斜的光盘。我们的研究结果表明,包括一个重磁项和适当的伪牛顿势捕获的重要定量特征的错位光盘。
2020-08-27 astro-ph.HE
Mergers of black hole binaries driven by misaligned circumbinary discs
本研究通过流体动力学模拟发现,质量仅为双星百分之几的未对准环绕盘可借助ZKL振荡显著提高黑洞双星偏心率,并可能缩短并合时间。
2023-11-16 astro-ph.HE
Physical Properties of the Inner Shocks in Hot, Tilted Black Hole Accretion Flows
热,压力支持,倾斜的黑洞吸积流的模拟,其中的流的角动量与黑洞自旋轴不一致,可以表现出两个非轴对称的激波结构中的内部区域的流。我们分析的强度和意义,这些冲击波结构的模拟与倾斜角为10和15度。通过整合模拟中的流体轨迹,通过冲击,并跟踪沿这些轨迹的流体量的变化,我们表明,这些冲击是强大的,具有相当大的压缩比,与早期的索赔。然而,它们只是适度的相对论。我们还表明,这两个密度增强类似流在其形状,实际上只是后冲击压缩,作为流体轨迹切割,而不是沿着它们流动。与激波有关的耗散是平流进入洞内的静止质量能量的一个重要部分($\simeq3-12$ %),因此与紊流的耗散相当。因此,冲击应该使秩序统一的变化,在观察到的黑洞吸积流是倾斜的属性。
2013-11-21 astro-ph.HE
A rapidly-changing jet orientation in the stellar-mass black hole V404 Cygni
强大的相对论喷流是吸积黑洞向周围环境提供动力学反馈的主要方式之一。从吸积流发射或被吸积流改变方向的喷流应该会受到吸积流动力学的影响,在吸积恒星质量的黑洞中,越来越多的证据表明,当黑洞的自旋轴与其伴星的轨道平面不对齐时,由于框架拖曳效应而发生进动。最近,理论模拟表明,射流可以对吸积流施加额外的扭矩,尽管吸积流的动力学和射流的发射之间的充分相互作用还不清楚。在这里,我们报告了黑洞X射线双星V404 Cygni在几分钟到几小时的时间尺度上快速变化的喷流方向,在其2015年爆发的高峰期间用非常长的基线干涉测量法检测到。我们表明,这可以模拟为一个垂直延伸的细长盘,从超级爱丁顿吸积率所产生的透镜-Thirring进动。我们的研究结果表明,旋进的内部吸积盘的动力学可能在直接发射或重新定向内部几百个引力半径内的喷流中发挥作用。类似的动力学应该在任何强吸积的黑洞中预期,其自旋与流入的气体不一致,既影响喷流的观测特性,又使黑洞反馈更均匀地分布在周围环境中。
2019-06-12 astro-ph.HE
Excitation of Trapped Waves in Simulations of Tilted Black Hole Accretion Disks with Magnetorotational Turbulence
我们分析了广义相对论磁流体动力学模拟中流体变量的时间依赖性,模拟了无量纲自旋参数a/M=0.9的黑洞的吸积流。我们考虑吸积材料的角动量与黑洞自旋轴对齐(非倾斜流)和错位15度(倾斜流)的情况。与未倾斜的模拟相比,倾斜的模拟表现出明显过量的惯性可变性,即在低于局部径向周转频率的频率处的可变性。我们进一步研究了这种类似惯性的功率的径向结构,重点是在三个分析的流体变量中发现的118(M/10 Msol)^-1 Hz处的径向扩展带。在该频率下的三维密度结构表明,功率是一种复合振荡,其主要成分是与背景流共转的过密团块,低阶惯性波和低阶惯性声波。我们的研究结果提供了初步确认早期的建议,磁盘倾斜可以是一个重要的激发机制的惯性波。
2009-10-10 astro-ph.HE
Spotting the misaligned outflows in NGC 1068 using X-ray polarimetry
我们模拟了西弗特2星系NGC1068的活动核中复杂的后处理引起的预期X射线偏振。最近对红外干涉测量观测的分析表明,中央发动机喷出的电离外流与模糊环面的对称轴不一致。这一结论是通过将窄线区域的表观取向外推到电离锥的内部得到的。我们表明,未来的软X射线偏振矢量的测量明确地确定电离锥的方向。此外,跨宽光子能量范围的X射线偏振测定法可以独立地验证电离锥与环面的轴之间的未对准。为了模拟预期的偏振百分比和位置角,我们应用辐射转移代码STOKES。原始X射线辐射的再处理发生在吸积盘、周围的赤道环面和倾斜的电离流出物中。我们还研究了额外的赤道散射之间发生的吸积盘和内表面的环面。不同的后处理组件之间的辐射耦合计算相干。所得到的偏振特性取决于再处理区域的光学深度和观察者的视角。我们表明,即使在不利的条件下,流出相对于环面轴的不对准可以确定从旋转的偏振位置之间的角度较软和较硬的X射线。我们认为,在NGC 1068的流出相对于环面轴的错位可能会受到限制,未来的X射线任务,如果配备了宽带偏振计。
2011-04-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Rapid AGN accretion from counter-rotating discs
活动星系核的吸积可能是混沌的。这可以产生相对于中心超大质量黑洞(SMBH)的自旋反向旋转或强烈不对准的吸积盘,或接近SMBH双星的轴。因此,我们考虑在吸积盘的角动量的抵消与一个显着的改变平面(倾斜)之间的内部和外部。我们估计分析通过这样的光盘的最大吸积率,并比较这与光滑粒子流体动力学(SPH)模拟的结果。这些结果表明,如果盘的内部以这种方式倾斜而不是平面,那么超大质量黑洞的吸积速率可能会大$\gtrsim 100$倍。这提供了一种自然的方式来驱动超大质量黑洞的快速增长,以及SMBH双星的合并。
2012-02-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tearing up the disc: how black holes accrete
我们表明,在现实的情况下,在活动星系核或恒星质量的X射线双星吸积,Lense-Thirring效应打破了旋转黑洞周围的倾斜吸积盘的中心区域成一组不同的平面,只有纤细的流动连接它们。如果外圆盘与黑洞自旋轴的初始错位为$45^{\circ} \lesssim θ\lesssim 135^{\circ}$,如随机取向吸积事件的$\sim 70$ %,则这些圆盘的持续进动会产生部分反向旋转的气流。当角动量被抵消,气体试图在更小的半径处形成圆形时,这就驱动了快速的坍缩。靠近黑洞的圆盘破裂导致直接的动力吸积,而进一步破裂可以将气体驱动到可以快速吸积的尺度。对于较小的倾斜角,仍然可以发生破裂,并且可能导致其他可观察到的现象,例如QPO。要想不出现这种效应,黑洞的自旋实际上必须小到可以忽略不计,或者几乎精确地与圆盘对齐。类似的结果适用于任何受强迫微分进动的吸积盘,例如围绕未对准的黑洞双星的外部盘。
2012-09-06 astro-ph.HE
Pulsed fraction of super-critical column accretion flows onto neutron stars: modeling of ultraluminous X-ray pulsars
基于Kawashima等人的模拟结果,计算了磁轴与自转轴不重合的磁化中子星(NS)上超临界柱吸积流的脉冲分数(PF). (2016,PASJ,68,83).在这里,我们求解史瓦西时空中光的测地线方程,以考虑光的弯曲效应。引力红移和相对论性多普勒效应的气体运动的吸积柱也被纳入。脉冲发射的出现是因为观测到的亮度,它超过了恒星质量黑洞的爱丁顿亮度,通过NS旋转引起的柱的进动而周期性地变化。PF倾向于随着$θ_{\rm obs}$接近$θ_{\rm B}$而增加,其中$θ_{\rm obs}$和$θ_{\rm B}$是观察者的视角和从旋转轴测量的磁轴的极角。最大PF约为50%。此外,我们发现对于$θ_{\rm obs} \lesssim 5^\circ$或对于$θ_{\rm B} \lesssim 5^\circ$,PF变得小于5%。我们的结果与超铝X射线散射体(ULXP)的观察结果一致,只有少数例外,因为ULXP大多表现出$\lesssim$ 50%的PF。我们目前的研究支持的假设,ULXPs是由超临界柱吸积到NS。
2020-03-17 astro-ph.HE
Nature vs Nurture: Three Dimensional MHD Simulations of Misaligned Embedded Circum-Single Disks within an AGN Disk
本文通过三维 MHD 模拟研究强磁化、湍流 AGN 吸积盘中的单星周盘,发现中等及强磁场会使其随机未对齐,从而影响黑洞自旋与视界尺度盘倾角演化。
2024-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Kozai-Lidov Mechanism in Hydrodynamical Disks
我们使用三维流体动力学模拟表明,一个高度错位的吸积盘周围的一个组成部分的一个双系统可以表现出全球Kozai-Lidov周期,其中的磁盘的倾角和偏心率是周期性地互换。这对所有尺度上的吸积系统都有重要的影响,例如,行星和卫星在星周盘和环行星盘中的形成,X射线双星系统的爆发和超大质量黑洞的吸积。
2014-09-03 astro-ph.EP astro-ph.HE
Disc Tearing and Bardeen-Petterson Alignment in GRMHD Simulations of Highly Tilted Thin Accretion Discs
明亮的活动星系核(AGN)和X射线双星(XRB)通常包含几何上薄的、辐射冷却的吸积盘。根据理论,在许多情况下,这些黑洞最初与黑洞赤道高度错位。在这项工作中,我们提出了第一个广义相对论磁流体动力学模拟非常薄的(h/r~0.015-0.05)吸积盘周围的快速旋转(a~0.9)黑洞和倾斜45-65度。我们表明,内部区域的磁盘与h/r<0.03对齐的黑洞赤道,虽然比分析工作预测的半径小。内部对准和外部未对准的盘区域由倾斜角的急剧中断分离,伴随着密度的急剧下降。我们发现,由旋转的黑洞的帧拖动压倒了磁盘的粘度,这是自洽产生的磁化湍流,撕裂光盘,并形成一个快速旋进的内子盘周围的一个缓慢旋进的外子盘。我们发现,该系统产生一对相对论射流的所有初始倾斜值。在小距离处,黑洞发射的喷流与内子盘一起快速进动,而在大距离处,它们与外子盘部分对齐,进动较慢。如果撕裂半径能在未来的工作中精确建模,基于进动驱动的准周期振荡的黑洞自旋的发射模型无关的测量可能成为可能。
2022-08-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Disc tearing: implications for black hole accretion and AGN variability
黑洞周围的吸积盘为宇宙中一些最明亮的物体提供了动力。与黑洞自旋不一致的圆盘会随着时间的推移被兰斯-特林岁差所扭曲。最近的研究表明,强烈翘曲的盘可能变得不稳定,导致盘破裂成离散的环,产生更动态和可变的吸积流。在配套文件中,我们提出了这种不稳定性和由此产生的动力学的数值模拟。在本文中,我们讨论了吸积黑洞系统,特别是活动星系核(AGN)的可变性的动力学的影响。我们讨论的时间尺度上的变化可能会出现,和观察者的取向相对于黑洞自旋轴的影响。当光盘翘曲是不稳定的光盘的内边缘附近,我们发现准周期性行为的内盘,这可以解释最近观察到的准周期性喷发,例如,塞弗特2星系GSN 069和银河系的RX J1301.9+2747的核心。这些爆发被认为类似于在某些X射线双星(例如GRS 1915+105和IGR J17091-3624)中观察到的“心跳”模式。当不稳定性在圆盘的较大半径处表现出来时,我们发现中心吸积率可以在时间尺度上变化,这可能与例如,变貌活动星系核因此,我们认为,吸积黑洞系统的一些可变性可以解释的光盘被显着扭曲,导致光盘撕裂。
2021-01-14 astro-ph.HE
Bardeen-Petterson Alignment, Jets and Magnetic Truncation in GRMHD Simulations of Tilted Thin Accretion Discs
薄盘在发光吸积黑洞周围很普遍,在数值模拟中很难解决。当圆盘和黑洞的角动量矢量不对准时,挑战就变得极端,需要自适应网格在圆盘穿过计算网格时正确地跟随圆盘。利用我们的新的高性能广义相对论磁流体动力学(GRMHD)程序H-AMR,我们模拟了迄今为止最薄的吸积盘,纵横比H/R~0.03,围绕一个快速旋转(a=0.9375)黑洞,使用冷却功能。最初倾斜10度,圆盘在r~5 r_g内弯曲,与黑洞对齐,其中r_g是引力半径。这是第一次演示Bardeen-Petterson对齐MHD与磁化湍流产生的粘性自洽。当r<25 r_g时,盘状物发展出一个低密度高粘性(α_eff ~ 1.0)的磁压主导的内部区域,并迅速地将自身清空到黑洞中。这个内部区域可能在现实中,由于热退耦的离子和电子,蒸发成一个辐射效率低下的吸积流,如果我们建议,冷却时间超过吸积时间设置的顺序单位有效粘度。我们还发现了一个意想不到的结果,即使我们非常薄的圆盘也可以在黑洞上维持大规模的垂直磁通量,从而发射出强大的相对论喷流,这些喷流沿着外部倾斜圆盘的角动量矢量携带20-50%的吸积功率,这为射电大声类星体中喷流的起源提供了一个潜在的解释。
2022-08-10 astro-ph.HE
Magnetized black holes: the role of rotation, boost, and accretion in twisting the field lines and accelerating particles
本研究针对浸没在大尺度磁场中的Kerr黑洞,拓展了吸积盘内区带电粒子外流加速的分析,纳入逆行轨道情形,发现反转可提升粒子逃逸概率并实现更高效的加速。
2021-10-31 astro-ph.HE
Misaligned Discs as Obscurers in Active Galaxies
我们批判性地回顾了有关活动星系核(AGN)中出现2型活动星系核的证据,仔细区分严格的2型活动星系核与更浅的发红的1型活动星系核,以及低激发窄线活动星系核,这可能代表不同的活动模式。低激发活动星系核主要出现在低光度下;除去这些后,真正的2型活动星系核占所有活动星系核的58%,而轻度变红的1型活动星系核占15%。射电、红外和有限体积的样品都一致表明,2型组分不随光度变化。X射线样品确实显示出随光度的变化,我们讨论了这种差异的可能原因。我们测试了一个非常简单的图片,产生这个类型2分数与最小的假设。在这幅图中,来自大尺度的粒子以随机的方向下落,但最终必须与内部的吸积流对齐,产生一个在秒差距尺度上严重扭曲的圆盘。如果重新排列是由倾斜占主导地位,最小的扭曲,一个广泛的覆盖因素,预测在个别对象,但与预期的平均分数的2型活动星系核正好50%。这种“倾斜圆盘”图像预测了观察到的原子核结构平均合理的排列,但在个别情况下存在明显的错位。对少数几个分辨率很好的天体的初步案例研究表明,这种错位确实存在。
2010-02-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Phase-resolved spectroscopy of a quasi-periodic oscillation in the black hole X-ray binary GRS 1915+105 with NICER and NuSTAR
吸积恒星质量黑洞的X射线通量中经常出现准周期振荡。如果它们是由于相对论性的(Lense-Thirring)进动的内吸积流是不对准的光盘,铁的发射线所造成的照射光盘的内流将摇摆系统的红色和蓝色之间移动在每个QPO周期。在这里,我们进行相位分辨光谱的$\sim2.2$赫兹C型QPO从BH X射线二进制GRS 1915+105,同时观察与NICER和NuSTAR。我们应用断层模型,以约束光盘的QPO相位相关的照明配置文件。我们检测预测的QPO相位相关的铁线质心能量的变化,与我们的最佳拟合具有不对称的照明配置文件($>2σ$置信度)。观测到的线能量的变化也可以解释的螺旋密度波的吸积-喷射不稳定性模型。然而,我们还测量了反射分数的显著($>3σ$)调制,强烈支持几何QPO起源。我们推断,光盘是错位与先前观察到的射流喷射,这是一致的截断盘与内部旋进热流的模型。然而,我们推断的椎间盘内径很小($r_\text{in}{\sim} 1.4 GM/c^2$)。对于这个圆盘内半径,Lense-Thirring进动不能再现所观察到的QPO频率。事实上,这个圆盘内半径与文献中所有研究充分的QPO模型的预测不一致。
2022-01-05 astro-ph.HE
A NuSTAR and Chandra Investigation of the Misaligned Outflow of PSR J1101-6101 and the Lighthouse Pulsar Wind Nebula
本文利用NuSTAR和Chandra观测研究了PSR J1101-6101及其错向外流,首次在10 keV以上探测到该结构并揭示其光谱冷却现象,同时确认了脉冲星的X射线脉冲特性及一个偶然观测到的耀变体可能为GeV源的对应体。
2022-12-07 astro-ph.HE
The final parsec problem: aligning a binary with an external accretion disc
本文研究了双星系统(如两个超大质量黑洞或两颗恒星)与具有错位角动量的外吸积盘的相互作用。这种情况发生在涉及超大质量黑洞的星系合并事件中,以及星团中恒星质量双星的形成中。我们计算了双星与盘之间的引力矩,并证明了当双星与盘之间的角动量J_b,J_d的初始取向足够逆行时,特别是当它们之间的夹角θ服从cos(θ)< -J_d/2 J_b时,它们的角动量J_b,J_d在短于中心吸积体质量增加时间的时间内稳定地反向排列。在此过程中J_b的大小保持不变。反向排列可以促进超大质量黑洞双星的快速合并,并可能在双星系统中形成共面但逆行的行星。
2011-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Simulations of Eccentricity Growth in Compact Binary Accretion Disks with MHD Turbulence
本文通过MHD模拟研究致密双星吸积盘的偏心率增长,发现MRI湍流不阻碍潮汐驱动的偏心率增长,但MHD盘向外扩展至共振半径远比alpha盘困难,揭示了盘破裂和过密环截断等关键差异。
2024-11-22 astro-ph.HE
Warp propagation in astrophysical discs
天体物理圆盘经常是弯曲的,也就是说,它们的轨道平面随半径而变化。只要有一个非轴对称的力作用在圆盘上,就会发生这种情况,例如由旋转不对准的黑洞引起的透镜-瑟林进动,或者是一个不对准的伴星的引力。这种错位在天体物理学中似乎是普遍的。可以容纳扭曲盘的系统范围很广-原恒星,X射线双星,潮汐破裂事件,类星体等-允许盘的反应丰富多样。在这里,我们回顾了翘曲盘的基本物理及其影响。
2015-05-28 astro-ph.HE
On the formation of a quasi-stationary twisted disc after a tidal disruption event
我们研究了恒星遇到超大质量黑洞时发生的潮汐破裂事件后形成的错位吸积盘。我们采用的线性理论的翘曲吸积盘,以找到一个磁盘的形状,所产生的流从被破坏的恒星提供了一个源的角动量,这是错位的黑洞。对于准稳定的配置,我们发现,当翘曲扩散或传播时间是大的相比,当地的质量吸积时间和/或自然光盘对准半径是小的,错位是有利的。这些结果已被验证使用SPH模拟。我们还模拟了包括气体和辐射压力的一维模型盘。由于吸积率最初超过爱丁顿极限的光盘最初是平流为主。假设盘的$α$模型,其中它可以是热不稳定的,它随后经历高和低状态之间的循环转变。在这些过渡期间,纵横比从$\sim 1$变化到$\sim 10^{-3}$,这反映在流冲击位置处的盘未对准程度的变化中。对于最大的黑洞旋转和足够大的值的粘度参数$α> \sim 0.01-0.1$的盘倾角的初始恒星轨道的比率估计为$0.1-0.2$在平流占主导地位的状态,而在低的状态下达到统一的顺序。失调随$α$的减小而减小,随黑洞转动参数的减小而增大。因此,当后者很小时,它总是很重要。
2016-08-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
An ultra-fast inflow in the luminous Seyfert PG1211+143
活动星系核X射线谱中的蓝移吸收线表明,具有典型速度$v \sim 0.1c$的超快外流是这些发光物体的共同特征。如此强大的活动星系核风为观测到的M- $σ$关系提供了一个解释,该关系将超大质量黑洞的质量与星系恒星隆起中的速度色散联系起来。最近,XMM-牛顿对发光的塞弗特星系PG 1211 +143的扩展研究揭示了可变的多速风。在这里,我们报告检测到一个短暂的,超快的流入在同一观察。以前的流入报告使用单吸收线与不确定的标识,但这一新的结果确定了一系列的共振吸收线的高度电离的铁,钙,氩,硫和硅,共享一个共同的红移时,与现实的光电离光谱的网格相比。红移吸收产生于黑洞附近的高度电离物质柱中,其视线速度为$v \sim 0.3c$,与平面圆形吸积盘的标准图像不一致。这可能是AGN中混沌吸积的第一个直接证据,在AGN中,吸积盘通常与黑洞自旋不一致。对于足够的倾斜度,朗斯-瑟林效应可以将圆盘分成离散的环,然后这些环旋进、碰撞和冲击,导致气体接近自由落体地落向黑洞。观测到的吸积率与PG 1211 +143的硬X射线光度相当,这表明直接撞击可能是内盘吸积的重要贡献者。
2018-08-28 astro-ph.HE
Black hole-neutron star mergers: effects of the orientation of the black hole spin
黑洞-中子星(BHNS)双星中黑洞的自旋对并合动力学和并合后状态有很大的影响,自然界中可能会出现各种各样的自旋大小和方向。在本文中,我们报告的第一个完全广义相对论模拟的BHNS合并与错位黑洞自旋。对于对齐的情况,我们将自旋幅度从a/m=0改变到a/m=0.9,并且对于a/m=0.5,我们将失准角从0改变到80度。我们将我们的研究限制在3:1质量比系统,并使用一个简单的伽马定律状态方程。我们发现,错位角有很强的影响,合并后的吸积盘的质量,但只有角度大于40度。虽然磁盘的质量随自旋大小和失准角而显着变化,但我们发现所有磁盘都具有非常相似的寿命~ 100 ms。它们的热分布和旋转分布也非常相似。对于一个未对准的合并,盘相对于最后一个黑洞的旋转轴是倾斜的。这将导致磁盘进动,但在一个时间尺度上比吸积时间更长。在所有的情况下,我们都找到了产生伽马射线暴的有希望的设置:盘是热的,厚的,超吸积的,并且在黑洞上方存在重子透明区域。
2011-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Circumbinary Accretion: From Binary Stars to Massive Binary Black Holes
我们回顾了近年来关于环双星吸积动力学的研究成果,包括时间变率、盘与双星之间的角动量转移以及吸积双星的长期演化。这些动力学可以影响恒星双星的形成/演化,环绕双星的行星形成/迁移,以及(超)大质量黑洞双星的演化。我们讨论的动力学和演化的倾斜/翘曲的circumbinary磁盘和连接与最近的观测原行星盘。一种特殊的环双星吸积涉及嵌入“大”盘中的双星,这可能有助于AGN盘中恒星质量黑洞的合并。亮点包括:$\bullet$环联星吸积是高度可变的,在$P_{\rm b}$(联星周期)或$\sim 5P_{\rm p}$被调制,取决于联星的偏心率$e_{\rm b}$和质量比$q_{\rm b}$。$\bullet$环双星盘的内部区域可以发展出相干的偏心结构,这可能会调节吸积并影响盘中发生的物理过程(例如行星迁移)。$\bullet$在很长的时间尺度上,环双星吸积会使双星的质量趋于相等,它并不总是像通常认为的那样导致双星轨道的衰变。长期轨道演化取决于双星参数($e_{\rm b}$和$q_{\rm b}$)和吸积气体的热力学性质。$\bullet$围绕低偏心率双星的未对准盘由于粘性耗散而趋向于共面演化。但当$e_{\rm b}$显著时,盘可以向“极排列”演化,盘平面垂直于二元平面。
2023-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Why Are AGN and Host Galaxies Misaligned?
在观测上,由射电喷流和假定的环面追踪的活动星系核周围小尺度上的特征角动量轴与宿主星系的大尺度角动量轴没有很好的相关性。在本文中,我们表明,这样的错位自然出现在高分辨率的模拟,我们遵循角动量运输和流入从星系到亚pc尺度附近AGN,引发星系合并或孤立磁盘的不稳定性。突然的错位有时可能是由单个大质量团块稍微偏离轴落入中心引起的,但更普遍的是,即使气体流入是平滑的,并且只跟踪全球引力不稳定性,它们也会出现。当存在几个嵌套的自引力模式时,内部模式可以在外部模式的势中进动和翻滚。共振角动量交换可以在短时间内翻转或重新排列内模的自旋,即使没有大质量团块的存在。因此,我们并不认为活动星系核和它们的宿主星系会优先排列,也不认为这种相对排列是活动星系核燃料供应机制的一个指标。我们讨论了这一结论对活动星系核反馈和BH自旋演化的影响。这种错位可能意味着,即使是从光滑的大尺度盘吸积的黑洞也不会旋转到最大旋转,因此具有更适度的辐射效率和低效的喷流形成。如果在气体中存在进一步的、未分辨的团块,则可能出现更随机的取向,并且如果流入速度较慢且没有自引力,则可能发生更有序的吸积。
2012-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
How the super-Eddington regime affects black hole spin evolution in high-redshift galaxies
通过对孤立暗物质晕中星系的三维流体动力学模拟,我们跟踪了黑洞(BH)在其生长过程中经历超爱丁顿阶段的自旋参数$a$的演化.这一制度,怀疑伴随着强大的喷流外流,预计将减少BH的自旋幅度。我们结合超爱丁顿吸积与子爱丁顿阶段(类星体和无线电模式),并遵循BH自旋演化。由于超爱丁顿事件的频率较低,在这种情况下的相对论喷流不能有效地降低自旋的幅度,因为类星体模式中的薄盘吸积不可避免地增加了BH自旋。由于超爱丁顿事件的反馈,超和亚爱丁顿吸积的结合并不导致自旋演化的简单显式表达式。假设超爱丁顿反馈始终较弱,可以使用解析表达式来计算$a\lesssim0.3$的演化。最后,从低自旋星等开始的黑洞能够增长到最高质量,如果它们最初开始与银河系盘不对齐,它们通过逆行吸积获得少量的吸积。
2023-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spin alignment and differential accretion in merging black hole binaries
超大质量黑洞双星和周围吸积盘之间的相互作用既可以帮助双星螺旋上升,也可以使黑洞自旋与盘角动量对准。双星迁移是由于环双星盘内的角动量转移,而自旋对准过程是由每个黑洞上的质量吸积驱动的。因此,不同盘部件之间的质量传递将内旋和对准过程耦合在一起。预计质量会从双星清理出来的空洞中泄漏出来,并优先吸积到较轻的(次级)黑洞上,因为它的轨道更靠近圆盘边缘。较重的(主)黑洞的低吸积速率减慢了对齐过程。我们重新审视了这个问题,并建立了一个半解析模型来描述气体驱动的内旋和自旋排列之间的耦合,发现质量比q<~0.2的双星接近引力波驱动的内旋的差异失调:光的秒阻止初级对齐。在强引力区,具有未对准主色的二元黑洞是进动效应的理想候选者,并且可能遭受适度大(~1500 km/s)的反冲速度。
2015-07-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Mass and spin coevolution during the alignment of a black hole in a warped accretion disc
本文研究了黑洞与未对准吸积盘的重磁相互作用,并在假设吸积盘的外部区域不断地被角动量固定的物质馈送的条件下,研究了黑洞自旋的进动和对准以及黑洞质量和自旋参数的演化.我们发展了一个基于绝热近似的迭代方案来研究BH-盘的协同演化:在这种方法中,吸积盘通过一系列准定态翘曲态(Bardeen-Petterson效应)与BH相互作用,直到BH自旋与外角动量方向对齐.对于与同向旋转盘对准的BH,质量的分数增加通常小于百分之几,而自旋模量可以增加高达百分之几十。最大旋转黑洞以爱丁顿速率吸积的时间尺度在10万年到100万年之间。由于克尔度规中的不对称性,与镜面同向旋转的情况相比,从最初反向旋转的盘对准BH盘往往更有效:反向旋转的物质在穿过最内部的稳定轨道时携带更大和相反的角动量,因此自旋模量下降得更快,相对倾角也更快。
2009-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRMHD simulations of accretion flows onto massive binary black hole mergers embedded in a thin slab of gas
本文对嵌入薄磁化气体板中的等质量旋转双黑洞并合进行了GRMHD模拟,发现自旋构型在旋近阶段产生与轨道频率相关的吸积率调制,且并合后未现吸积率显著增加,揭示了电磁特征与气体几何分布的潜在联系。
2024-05-30 astro-ph.HE gr-qc