Binary Black-Hole Mergers in Magnetized Disks: Simulations in Full General Relativity
我们提出的结果，从第一个完全广义相对论，磁流体动力学（GRMHD）模拟的等质量黑洞二进制（BHBH）在磁化，环二进制吸积盘。我们模拟前和后解耦阶段的BHBH磁盘系统和“冷却”和“无冷却”的气体流动。在解耦之前，由于MHD湍流，双星潮汐力矩和有效粘性力矩之间的竞争耗尽了双星轨道内部的盘。然而，它也诱导双流吸积流和温和的相对论极性流出的黑洞。在退耦之后，但在气体填充残骸周围的低密度“空洞”之前，吸积率降低，而在合并之后，由于冲击加热和吸积到旋转的BH残骸上，电磁（EM）光度迅速增强。这项调查，虽然初步的，预览更详细的GRMHD模拟，我们计划在未来的预期，同时检测引力和EM辐射合并BHBH磁盘系统进行。
2012-12-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
QPOs in compact binaries from small scale eruptions in an inner magnetized disk
矮超新星（DNe）和低质量X射线双星（LMXB）是紧凑型双星，其变化时间从几年到不到几秒。在这里，我们重点解释DNe快速波动的一部分，遵循最近关于DNe每月喷发的研究框架，该研究使用由外部标准盘和内部磁化盘组成的混合盘。我们表明，电离不稳定性，这是负责每月的DNe爆发，也能够在内部磁化磁盘操作。考虑到内部磁化盘的低密度和快速吸积时间尺度，电离不稳定性会产生小而快速的加热和冷却锋，在内部盘中来回传播。这导致具有$1000$ s量级的周期的准周期振荡（QPO）。我们的模型的一个强有力的预测是，这些QPO只能在静止或爆发的开始/结束。我们建议，这些快速波动可能解释一个子类已经观察到的QPOs DNe，以及一个，仍然观察，子类的QPOs LMXB。我们还推断出辐射压不稳定性可能与LMXB中的B型QPO有关。
2020-11-02 astro-ph.HE
Strongly magnetized accretion disks: structure and accretion from global magnetohydrodynamic simulations
我们使用全球磁流体动力学模拟研究的影响，净垂直磁场的几何薄（$H/r \approx 0.05$）吸积盘的结构在牛顿极限。我们考虑初始中平面气体磁压比$β_0 = 1000,\, 300$和$100$，跨越弱和强磁化吸积制度之间的过渡。我们发现，磁压力是重要的磁盘的垂直结构在所有三种情况下，吸积发生在$z/R\approx 0.2$在两个最强磁化模型。盘的中平面显示出外流而不是吸积。通过表面层的吸积主要由相干大尺度磁场引起的应力而不是湍流应力驱动。从我们的模拟测得的等效粘度参数显示出类似的依赖于初始$β_0$剪切盒模拟中看到的，虽然磁盘中平面是不是磁压力占主导地位，即使是最强的磁场的情况下。风是存在的，但不是磁盘演化的主导驱动力。在我们的模拟（有限）的持续时间，我们发现的证据表明，净通量达到准稳态的水平，可以稳定地保持一个强磁化磁盘。我们认为，几何薄的吸积盘在观测系统中可能普遍存在于一个磁“提升”的状态，其特征在于非零，但适度的垂直磁通量，磁盘现象的X射线双星（XRB）和活动星系核（AGN）的潜在重要影响。
2020-01-21 astro-ph.HE
Thermal Stability of Magnetized, Optically Thin, Radiative Cooling-dominated Accretion Disks
本文研究了光学薄、双温、辐射冷却为主的吸积盘的热稳定性。我们的线性分析表明，磁盘是热不稳定的没有磁场，这与以前的Shapiro-Lightman-Eardley磁盘的稳定性分析。然而，通过考虑磁场的影响，我们发现，磁盘可以是或部分是热稳定的。我们的结果可能有助于理解光学薄流中的外流。此外，这种辐射冷却主导的盘可能为解释黑洞和中子星X射线双星在射电/X射线关联上的不同行为提供了新的解释.
2015-01-06 astro-ph.HE
Recipes for Jet Feedback and Spin Evolution of Black Holes with Strongly-Magnetized Super-Eddington Accretion Disks
本文通过广义相对论辐射磁流体动力学模拟，建立了磁化停滞盘吸积黑洞的磁化强度、喷流效率和自旋演化公式，揭示超爱丁顿吸积会驱使黑洞自旋趋向于零，对活动星系核反馈和宇宙学自旋演化具有重要应用价值。
2023-08-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Analytical solution for magnetized thin accretion disk in comparison with numerical simulations
本文用渐近近似方法得到了薄磁吸积盘的方程。它们不能用解析的方法来解决--如果没有恒星和圆盘之间的磁层中的磁场的解，只能导出一组关于解的一般条件。为了比较分析结果与数值解，我们发现在磁盘中的物理量的表达式，使用我们的结果从电阻和粘性星盘磁层相互作用模拟。
2018-12-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Structure of a Quasi-Keplerian Accretion Disk around Magnetized Stars
本文给出了磁化中子星周围具有内部发电机的准开普勒薄吸积盘的完整结构。我们假设一个完整的准开普勒磁盘的方位角速度偏离开普勒的方式的一个因素$ξ$（$0<ξ<2$）。在我们的方法中，我们垂直积分动量方程的径向分量，以获得薄的准开普勒吸积盘的径向压力梯度方程。我们的结果表明，在大的径向距离，吸积盘的行为在开普勒的方式。然而，接近中子星，压力梯度力（PGF）在很大程度上改变了磁盘结构，导致突然的动力学变化的吸积盘。与开普勒模型相比，对于$ξ>1$（对于$ξ<1$），共转半径向内（向外）移动，并且相对于新的共转半径的内边缘的位置也相应地重新定位。当处于平流状态时，所得到的PGF扭矩与粘性扭矩（当$ξ<1$时）耦合以提供自旋下降扭矩和自旋上升扭矩（当$ξ>1$时）。因此，忽略PGF，就像以前的模型一样，是一个明显的遗漏。我们的结果有可能解释磁化中子星周围的吸积盘的可观测的动力学后果。
2019-03-19 astro-ph.HE
Progenitors of Magnetars and Hyperaccreting Magnetized Disks
我们认为，磁星可能是在大质量恒星的核塌缩或两颗正常中子星的合并过程中，通过收集和继承超吸积盘放大的磁场而形成的。磁星诞生后，它的偶极磁场又对随后的吸积产生重大影响。其环向场的衰减可以为SGR或AXP的持续X射线亮度提供燃料;然而，仅极向场的衰减不足以做到这一点。
2012-10-29 astro-ph.HE
Exploring The Effects Of Disk Thickness On The Black Hole Reflection Spectrum
在活动星系核和X射线双星中观测到的相对论展宽的反射光谱，已被证明是研究黑洞性质及其所处环境的有力工具。从吸积盘的最内部区域发射，这种X射线光谱成分不仅携带着关于存在于这些极端条件下的等离子体的信息，而且还携带着黑洞旋转的信息，这是这些物体形成和吸积历史的标志。然而，目前用来解释反射光谱的模型往往过于简单，将圆盘近似为一个无限薄的光学厚度的物质平面，围绕中心物体以圆形开普勒轨道运行。使用一个新的相对论射线追踪套件（Fenrir），允许更复杂的磁盘近似，我们研究磁盘厚度可能对反射光谱的影响。假设一个灯柱电晕，我们发现，有限的磁盘厚度可以有各种影响的反射光谱，包括截断的蓝翼（从自遮蔽的吸积盘）和增强的红翼（从中央'眼墙'的内盘的照射）。本文对忽略这些影响可能导致的黑洞自旋和高度的系统误差作了初步估计。
2018-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Viscous torque in turbulent magnetized AGN accretion disks and its effects on EMRI's gravitational waves
本研究通过GRMHD模拟磁化吸积盘，量化黏滞力矩，并评估其对极端质量比旋进引力波相位的影响，为未来LISA探测提供理论依据。
2024-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Late-Time Evolution of Magnetized Disks in Tidal Disruption Events
The Hebrew University（希伯来大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
针对经典吸积盘模型中内部粘滞不稳定与TDEs晚期观测矛盾的问题，本研究提出磁场主导压力的时变1D α盘模型，发现其光变曲线遵循L_UV∝t^(-5/6)且可通过特定线性粘滞模型重现，还探讨了与QPEs的联系并估计ULTRASAT可探测数百个“化石”TDEs。
2025-11-11 astro-ph.HE
Energy Extraction from a Black Hole by a Strongly Magnetized Thin Accretion Disk
通过三维GRMHD模拟，研究发现强磁化薄吸积盘提取黑洞旋转能量时，喷流仅分得10-70%功率，磁场增强辐射效率，主要源于ISCO内区磁耗散，对理解X射线冕和黑洞自旋测量有重要意义。
2025-02-27 astro-ph.HE
A magnetized thin accretion disk: numerical simulations compared with asymptotic expansion
为了得到几何薄磁吸积盘的简单描述，我们采用渐近展开的方法。本文首次给出了薄磁吸积盘的稳态渐近近似方程组。由于所得到的方程不能解决没有知识的解决方案在磁盘表面，我们结合数值模拟和分析方程的结果，找到一个简单的一组功能表达式描述的径向和垂直的依赖性的物理量在磁盘上。除了离恒星很近外，HD和MHD情况下的盘变量的函数形式非常相似，密度的整体尺度以及恒星磁场修正的垂直和径向速度分量。
2019-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Global simulations of accretion flows onto perturbers embedded in magnetized disks -I. MRI and jet formation in ideal MHD
Charles University（查理大学）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）
本研究通过高分辨率全局MHD模拟，揭示嵌入磁化吸积盘的低质量扰动体可自然形成带大尺度磁场的微型吸积盘及双极磁外流，为相关天体物理模型奠定基础。
2026-08-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
A Three-dimensional Simulation of a Magnetized Accretion Disk: Fast Funnel Accretion onto a Weakly Magnetized Star
我们提出了一个全球性的，三维磁流体动力学模拟的吸积盘与旋转，弱磁化的中心恒星的结果。圆盘被一个弱的、大尺度的极向磁场穿过，中心恒星最初没有强的恒星磁层。我们的模拟研究了从湍流吸积盘到恒星的吸积流的结构。模拟显示，即使没有恒星磁层，在高纬度地区也会发生快速吸积。我们发现，失败的磁盘风成为快速，高纬度吸积的结果，介导的角动量交换的磁场远高于磁盘，其中的洛伦兹力，减速的旋转运动的气体可以比较的离心力。与经典的磁层吸积方案不同，快速吸积流不受恒星磁层磁场的引导。然而，吸积速度达到自由落体速度在恒星表面由于有效的角动量损失在一个远离恒星的地方。这项研究提供了一个可能的解释，为什么赫比格Ae/Be星的磁场一般不足以形成磁层也显示出快速吸积的迹象。在我们的模型中，磁驱动射流不是从盘形成的。由于帕克不稳定性干扰了磁场的放大作用，差动旋转不能产生足够强的磁场来加速喷流。
2019-02-06 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Absolute stability of axisymmetric perturbations in strongly-magnetized collisionless axisymmetric accretion disk plasmas
在天体物理学的吸积盘中，驱动吸积流的物理机制通常被认为与等离子体不稳定性和湍流的发展有关。因此，一个关键的问题是一致的平衡配置的吸积盘等离子体的测定和调查其稳定性。在无碰撞等离子体的情况下，动力学理论提供了适当的理论框架。本文给出了非相对论性强磁化引力束缚轴对称吸积盘等离子体中低频和长波轴对称电磁扰动的动力学描述。的分析，进行的框架内的弗拉索夫-麦克斯韦描述，依赖于固定的动力学解决方案的弗拉索夫方程，允许同时处理的非均匀流体场，固定吸积流和温度各向异性。结果表明，对于这样的解决方案，没有轴对称不稳定扰动可以存在发生在特征时间和空间尺度上，这是长的拉莫尔回转时间和半径相比。因此，这些静止的构形实际上是稳定的，不受这种类型的轴对称动力学不稳定性的影响.作为一个基本的结果，这排除了在这些系统中出现轴对称磁旋转或热不稳定性的可能性。
2012-01-09 astro-ph.HE
Studying Postmerger Outflows from Magnetized Neutrino-cooled Accretion Disks
紧密双星合并产生的自旋黑洞周围的中子冷却吸积流是形成喷流和发射磁驱动外流的一个有希望的方案。基于LIGO和Virgo天文台对GW170817引力波的探测以及电磁观测，该模型可以解释短持续时间伽马射线暴（GRB）和kilonova辐射的中心引擎。利用开放源代码的GRMHD HARM-COOL程序，在固定弯曲时空背景下，发展了几种具有真实状态方程的二维磁化吸积盘-黑洞模型.我们应用粒子示踪技术来测量流出物的性质。选择的磁盘和黑洞的初始参数的方式来表示不同的可能合并后的情况下合并的紧凑对象。我们的模拟显示了黑洞的自旋和喷出的质量之间有很强的相关性。一般来说，合并产生巨大的圆盘和快速旋转的黑洞会产生更强的外流。我们观察到我们的模型产生的风具有中等速度（$v/c \sim 0.1-0.2$）和宽范围的电子分数。我们使用这些结果来估计可能的放射性供电的瞬态发射这样的系统的光度和光变曲线。我们发现亮度峰值范围内的$10^{40}-10^{42}$ erg/s，这与以前的研究盘风外流。
2022-12-11 astro-ph.HE
Asymmetry, Gap Opening and High Accretion Rate on DM Tau: A Hypothesis Based on Interaction of Magnetized Disk Wind with Planet
针对DM Tau的高吸积率挑战传统缝隙理论的问题，提出磁化盘风与中等质量行星相互作用的开创性多流体模拟，成功重现观测到的缝隙与不对称结构，推断行星可能存在于20 au内且盘湍流较低。
2024-06-04 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetized Accretion Disks with Outflows for Changing-look AGNs
本研究基于数值模拟探讨磁压主导吸积盘结合外流对CL-AGNs快速变异性的解释，发现其可显著缩短吸积时标，为观测现象提供理论支撑。
2023-09-08 astro-ph.HE
Magnetized accretion disks around Kerr black holes with scalar hair - I. Constant angular momentum disks
随着引力波通道和电磁波通道中新的观测数据的收集，测试黑洞的真实性质--无毛假设--将在未来几年变得越来越精确。本文研究了具有同步标量头发的Kerr黑洞的数值生成时空，并建立了它们周围磁化厚盘（或环面）的稳态模型。我们的方法假设圆盘不是自引力的，它们服从多方状态方程，它们的比角动量的分布是恒定的，并且它们是边缘稳定的，即圆盘完全填满它们的罗氏瓣。此外，与文献中现有的方法相反，我们的模型是热力学相对论的，因为流体的比焓可以采用显著大于1的值。我们研究了吸积环的形态和性质对所考虑的黑洞类型的依赖关系，从具有不同自旋参数的纯Kerr黑洞，即从Schwarzschild黑洞到接近极值Kerr黑洞，再到具有不同ADM质量和视界角速度的标量头发的Kerr黑洞.两种类型的黑洞的磁盘属性之间的比较。在这项研究中讨论的磁化，平衡盘模型的序列可以被用来作为初始数据的数值相对论代码，以调查其动态（非线性）的稳定性，并与射线跟踪代码串联使用，以获得合成图像的黑洞（即阴影）在天体物理学相关的情况下，光源是由一个发射吸积盘。
2018-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized accretion disks around Kerr black holes with scalar hair -- Nonconstant angular momentum disks
本文给出了含同步标量头发的Kerr黑洞周围磁化厚圆盘（或圆环）稳态模型的新的平衡解。这里报道的模型在很大程度上扩展了我们以前的结果的基础上沿赤道平面的比角动量的恒定径向分布。我们引入了一种新的方法来规定的磁盘的角动量分布的基础上结合以前的两个建议和计算的赤道平面外的角动量分布诉诸冯Zeipel柱的建设。我们发现，在黑洞时空的标量头发的效果可以产生显着的差异相比，如果时空是纯粹的克尔盘形态和属性。在我们的样本中，在最极端的背景多毛黑洞时空中建造的一些环面显示出引力能量密度的两个最大值的出现，这影响了盘的物理量的径向轮廓分布。本文所报道的模型可以作为初始数据，用GRMHD程序进行数值演化，以研究其稳定性。此外，它们可以作为照明源，建立克尔黑洞的阴影与标量头发，这可能有助于进一步限制无头发假设作为新的观测数据的收集。
2021-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Alignment of Magnetized Accretion Disks and Relativistic Jets with Spinning Black Holes
吸积黑洞（BH）产生强烈的辐射和强大的相对论喷流，这是由BH的自旋大小和方向的影响。虽然薄的圆盘可能会通过巴丁-彼得森效应与BH自旋轴对齐，但这并不适用于厚圆盘的喷流系统。我们使用全三维广义相对论磁流体动力学模拟研究吸积BH与各种BH自旋矢量和磁盘厚度与磁通量达到饱和。我们的模拟揭示了一个“磁自旋对齐”机制，导致磁化磁盘和射流，以配合BH自旋附近的BH和进一步远离重新定向与外盘。这一机制对BH质量和自旋的演化、BH对宿主星系的反馈以及SgrA* 和M87的解析BH图像都有影响。
2012-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Characterizing the time variability in magnetized neutrino--cooled accretion disks: signatures of the gamma-ray burst central engine
伽马射线暴的中心引擎是隐藏的，无法用光子直接探测，这主要是因为涉及的密度很高。因此，从它们的宇宙学背景、能量学、低能对应物和可变性来推断它们的性质。如果伽玛暴是由超临界吸积到紧凑的对象，在小的空间尺度上的流量将表现出波动，这可以在原则上反映在中央发动机的功率输出，并最终在高能量的即时排放。在这里，我们解决这个问题的特点，中微子冷却吸积流的变化，通过局部剪切箱模拟磁场，然后卷积它们在全球范围内的大尺度动力学模拟的吸积盘。由此产生的签名是特征的，并且对冷却机制的细节敏感，原则上提供了GRB中心发动机特性的判别式。
2010-11-24 astro-ph.HE
Binary black holes in magnetized AGN disks
Nicolaus Copernicus Astronomical Center of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）；Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校国家超级计算应用中心）；Academy of Athens（雅典科学院）；Nicolaus Copernicus Superior School, College of Astronomy and Natural Sciences（尼古拉·哥白尼高等学院天文学与自然科学学院）；Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学）
研究磁化AGN盘中双黑洞合并的电磁辐射前景，发现强磁场驱动喷流形成并影响吸积行为。
2025-09-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Super-Eddington Magnetized Neutron Star Accretion Flows: a Self-similar Analysis
本文通过自相似解研究超爱丁顿盘与磁化中子星磁层在薄边界层内的相互作用，给出磁层截断半径与阿尔文半径的比例关系，并表明该模型可用于解释超亮X射线双星等环境中的中子星吸积与自转演化。
2024-06-28 astro-ph.HE
Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets
我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$r\sim 15r_g$（引力半径）在一百倍的爱丁顿吸积率，并在较小的半径在较低的吸积率。双康普顿和回旋同步加速器调节日冕中的辐射和气体温度，而回旋同步加速器调节喷流中的温度。有趣的是，当吸积率下降到爱丁顿时，光学上薄的日冕发展，其气体温度$T\sim 10^9$ K是盘的黑体温度的$\sim 100$倍。我们的研究结果表明，双康普顿和同步加速器在超爱丁顿磁盘，磁化电晕，和射流的重要性。
2016-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Magnetically-driven jets and winds from weakly magnetized accretion disks
盘流出的半解析模型已经成功地描述了来自开普勒吸积盘附近的磁驱动、自约束的超阿尔夫文喷流。这些喷射发射脉冲可用于高水平的盘磁化$μ$，定义为$μ=2/β$，其中β是通常的等离子体参数。在近均分的JED中，吸积是超音速的，喷流带走了大部分的圆盘角动量。然而，这些解决方案被证明难以与前沿的数值模拟进行比较，因为数值模拟显示出风一样的流出，但在小磁化的域中。在这项工作中，我们首次提出了自相似的等温解决方案的吸积-喷射结构在小磁化水平。我们阐明的作用，磁共振成像的结构在加速过程中，推动这类新的解决方案。磁盘磁化$μ$是主要的控制参数：大量的流出驱动的环形磁场的压力获得高达$μ\sim 10^{-2}$，而更稀薄的离心驱动的流出，在更大的$μ$值。广义参数空间和天体物理后果进行了讨论。我们相信，这些新的解决方案可能是理解天体物理盘驱动风或喷流的方式的垫脚石。定义射流作为自限流出和风作为非准直流出，我们提出了一个简单的分析标准的基础上的流出的初始能量含量，从风中区分射流。我们表明，射流的解决方案，实现在所有的磁化水平，而风只能在弱磁化磁盘功能加热。
2019-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Lagrangian versus Eulerian Methods for Toroidally-Magnetized Isothermal Disks
California Institute of Technology（加州理工学院）
研究比较了拉格朗日与欧拉方法在等温理想磁流体中环形磁化盘中的表现，发现拉格朗日方法在高分辨率下能复现欧拉方法结果，而低分辨率下两者行为差异显著，暗示物理机制差异而非数值效应。
2026-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
X-Ray Reverberation From Black Hole Accretion Disks with Realistic Geometric Thickness
活动星系核中的X射线反射，被认为是日冕光子被底层吸积盘再处理的结果，使我们能够探测吸积流和中心黑洞最内部区域的性质。这个过程是通过克尔度规中的射线追踪来模拟的，几乎普遍认为盘的厚度可以忽略不计（非常薄），日冕通常近似为沿着极轴（灯柱）定位的点源。在这项工作中，我们使用新的光线跟踪套件，芬里尔，探索的效果，吸积盘的几何形状上的混响签名，假设灯柱配置，但允许一个有限的磁盘规模的高度。我们的特点有限的磁盘厚度的混响传递函数的签名，并计算它们如何可能体现在所观察到的滞后频谱。我们还表明，一个磁盘拥抱电晕（近似离轴点状耀斑）表现出的特性，是从观察定性不同，从而提供了进一步的证据，从下面的磁盘材料的耀斑日冕。
2018-10-18 astro-ph.HE
Connecting a Magnetized Disk to a Convective Low-mass Protostar: A Global Three-dimensional Model of Boundary Layer Accretion
本研究构建了磁化对流低质量原恒星边界层吸积的全局三维MHD模型，揭示了从MRI活跃盘到恒星表面的角动量输运机制转变与三层盘结构，发现磁重联爆发事件及盘平面抛射流，为难熔物质外输提供了新解释。
2025-03-19 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of the disk thickness on X-ray reflection spectroscopy measurements
在之前的一篇论文中，我们提出了反射模型的扩展，以包括遵循Taylor & Reynolds（2018）中规定的吸积盘的有限厚度。在本文中，我们应用我们的模型来拟合2013年NuSTAR和XMM-Newton对MCG-06-30-15中超大质量黑洞的同时观测以及2019年NuSTAR对EXO 1846-031中银河系黑洞的观测。这些光谱的高质量数据以前导致精确的黑洞自旋测量和非常严格的限制可能偏离克尔度规。我们发现，磁盘厚度不改变以前的自旋结果发现与采用无限薄的磁盘，这证实了高辐射效率磁盘，磁盘厚度的影响是最小的自旋测量的鲁棒性模型。对低吸积率系统的类似分析将是衡量盘厚度对黑洞自旋测量影响的重要检验。
2021-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Accretion of the magnetized neutrino-cooled torus
基于GW 170817引力波观测，黑洞周围的中子冷却吸积流是一个很有前途的方案，可以用来解释喷流的形成和磁驱动风，从而解释短持续时间伽马射线暴（GRB）的中心引擎和千新星。磁旋转不稳定性（MRI）湍流和Blandford-Znajek（BZ）机制预计将在盘的热平衡（平衡中微子冷却）和驱动吸积和产生喷流中发挥关键作用。利用开放源代码的GRMHD HARM-COOL程序，我们研究了在固定弯曲时空背景下具有真实状态方程的吸积盘在磁场驱动下的演化。我们确定的中微子冷却和磁场的影响，特别注意磁盘和流出的动力学，热和成分的演变。
2022-03-08 astro-ph.HE
The Post-Merger Magnetized Evolution of White Dwarf Binaries: The Double-Degenerate Channel of Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae and the Formation of Magnetized White Dwarfs
Ia型超新星（SNe Ia）作为可测量的宇宙学蜡烛发挥着至关重要的作用，尽管它们的祖先的性质是一个积极研究的主题。最近的观测和理论工作指出合并的白矮星双星，称为双简并通道，可能是某些Ia型超新星的祖先系统。此外，最近的理论研究表明，未能引爆的合并可能会产生磁化的快速旋转的白矮星。在本文中，我们提出了第一个多维模拟合并后的白矮星双星的演变，包括磁场的影响。在这些系统中，两颗白矮星在动力学时间尺度上完成了最终的合并，并被潮汐破坏，产生了一个快速旋转的白矮星合并，周围环绕着一个热日冕和一个厚的，差速旋转的圆盘。磁盘是非常容易受到磁旋转不稳定性（MRI），我们证明，这导致了一个最初的动态弱磁场在磁盘中的快速增长，自旋下降的白矮星合并，并随后中央点火的白矮星合并。此外，这些磁化模型表现出在白矮星合并的先前流体动力学研究中不存在的新特征，包括在热盘中MRI湍流的发展，携带盘质量的显著部分的磁化流出，以及白矮星合并的磁场强度$\sim 2 \times 10^8$ G。我们讨论了我们的研究结果的起源，拱星介质，并观察到的Ia超新星和磁化白矮星的属性的影响。
2013-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Effects of local dissipation profiles on magnetized accretion disk spectra
本文给出了适用于高光度恒星质量黑洞X射线双星系统的非LTE吸积盘模型的谱计算。我们首先使用基于将Hirose等人（2009）的剪切箱模拟结果缩放到一系列环空参数的耗散曲线。根据标准α模型（Shakura & Sunyaev，1973），我们同时用光度和半径标度有效温度、轨道频率和面密度。这自然会在小半径和高亮度下增加圆盘表面层（光球周围）的耗散。我们发现，当我们增加有效温度和轨道频率，同时降低中平面表面密度时，局部光谱直接从修改后的黑体过渡到饱和康普顿散射光谱。接下来，我们构建环模型的基础上的参数的L/L_Edd=0.8盘绕6.62太阳质量的黑洞使用两个修改后的耗散配置文件，明确地把更多的耗散每单位质量附近的磁盘表面。新的耗散分布在性质上与Hirose等人（2009）发现的相似，但产生了强的近幂律谱尾。我们的模型还包括物理激励的磁加速支持，再次基于Hirose等人（2009）的结果。我们提出了三个完整的磁盘光谱的基础上的耗散处方之一。我们最积极的耗散配置文件的结果在磁盘的频谱，是在近似定量协议与某些观测的陡峭的幂律（SPL）光谱状态从一些黑洞X射线双星。
2013-05-14 astro-ph.HE
Radiative GRMHD simulations of accretion and outflow in non-magnetized neutron stars and ultraluminous X-ray sources
我们运行两个GRRMHD模拟的超爱丁顿吸积盘周围的黑洞和非磁化，非旋转的中子星。中子星是用反射内边界条件模拟的。在中子星模拟中，我们观察到在盘的内部区域形成了一个过渡层，这导致了比黑洞情况更大的质量流出率和更低的辐射光度。当从各个方向观察中子星的情况时，流动的球形化导致在爱丁顿值附近的无穷远处可观察到的光度，与黑洞的情况形成对比，其中当沿着盘轴观察时，发射的准直导致可观察到的光度高出约一个数量级。我们发现外流是光学厚散射，这将导致任何中子星在相应的ULX观测到的脉动模糊。
2018-06-06 astro-ph.HE
Thermal Conduction and Thermal-Driven Winds in Magnetized Viscous Accretion Disk Dynamics
本研究构建含饱和热传导与热驱动风的旋转黑洞磁化吸积流自洽稳态模型，找到跨声速含激波的全局解，发现相关参数显著影响激波位置与参数空间，可解释黑洞爆发下降阶段的QPO频率演化特征。
2025-01-17 astro-ph.HE
Self-Trapping of G-Mode Oscillations in Relativistic Thin Disks, Revisited
本文用微扰方法研究了均匀垂直磁场对几何薄相对论圆盘中g模振荡自陷的影响。我们认为在垂直方向上是等温的，但在一定高度上被热日冕截断。我们发现，在非磁化的磁盘轴对称g模式振荡的自陷特性保持不变，在磁化磁盘至少直到磁场的强度，取决于磁盘的垂直厚度。这些磁场随着磁盘变薄而变强。这一结果表明，在垂直磁场较弱的情况下，俘获g模振荡仍然是黑洞和中子星X射线双星中观测到的准周期振荡的可能候选者之一.
2017-01-06 astro-ph.HE
Neutrino scattering off a black hole surrounded by a magnetized accretion disk
本文研究了中微子在具有内禀磁场的真实吸积盘的旋转黑洞中的散射。精确地计算了弯曲时空中的中微子轨道以及吸积盘致密物质和磁场中的粒子自旋演化。考虑到自旋振荡引起的中微子极化的变化，我们得到了出射超相对论中微子的通量。利用中微子磁矩的保守值以及物质密度和磁场强度的实际径向分布，我们得到这些通量比不考虑自旋振荡的情况减少了几个百分点。在某些情况下，由于中微子与吸积盘的旋转等离子体相互作用，中微子通量会出现尖峰。考虑到天体物理中微子通量的不确定性，预测的影响是相当小的，以目前的中微子望远镜观察。
2021-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
General relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of supercritical accretion onto magnetized neutron star; -modeling of ultra luminous x-ray pulsars
通过2.5维广义相对论辐射磁流体动力学模拟，我们证明了超临界吸积到非旋转，磁化中子星，其中偶极子场的磁场强度是$10^{10}$ G的恒星表面。我们发现超临界吸积流由吸积柱和截断吸积盘两部分组成。超临界吸积盘，出现在远离中子星的地方，在$\sim 3R_*$ cm附近被截断（$R_*=10^6$ cm是中子星的半径），在那里通过偶极磁场的磁压与盘的辐射压平衡。圆盘在截断半径附近的角动量通过偶极场的磁矩有效地向内传输，诱导中子星的自旋。估算的自旋上升速率$\sim -10^{-11}$ s s $^{-1}$与最近对超亮X射线天体的观测结果是一致的。在截断半径范围内，气体沿着偶极场落在中子星上，导致在南北半球上形成吸积柱。柱的净吸积率和光度分别为$\sim 66L_{\rm Edd}/c^2$和$\lesssim 10L_{\rm Edd}$，其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度，c是光速。我们的模拟支持一个假设，即超发光的X射线天体是由磁化中子星的超临界吸积提供动力的。
2017-07-26 astro-ph.HE
Super-Eddington accretion onto a magnetized neutron star
大多数超亮X射线源被认为是在爱丁顿极限以上吸积的物体。在最近发现的超亮X射线双星中，吸积星是一颗中子星，因此质量很小，爱丁顿极限也很小。这种天体周围的吸积盘结构会影响重要的观测量，如平衡周期、周期导数和磁层的大小。我们提出了一个模型，一个接近标准的吸积盘与磁层相互作用，只有在一个薄层附近的内盘边缘。我们的计算表明，磁层的大小可以表示为经典的阿尔文半径乘以无量纲因子$ξ$，它只取决于磁盘的厚度。在辐射压主导的盘的情况下，磁层的大小不依赖于质量吸积率。一般来说，增加圆盘厚度会导致以阿尔文半径为单位的更大磁层尺寸。对于足够大的质量吸积率和磁矩，不仅要考虑盘内的磁场压力和辐射压力，还要考虑吸积柱中靠近中子星表面产生的辐射压力。磁层的大小可能会增加多达两倍的影响，有关的磁盘厚度和辐射的中心源的结果。考虑到这些影响，对中子星磁矩的估计值降低了好几倍。
2017-03-20 astro-ph.HE
Thermal spectra of thin accretion disks of finite thickness around Kerr black holes
对黑洞的几何薄和光学厚的吸积盘的热谱分析，即所谓的连续拟合方法，是测量黑洞自旋的主要技术之一。目前的模型通常近似的磁盘作为无限薄，而在现实中的磁盘厚度是有限的，并增加了黑洞质量吸积率的增加。本文提出一个XSPEC模型来计算Kerr黑洞周围有限厚度薄吸积盘的多温黑体谱。我们测试我们的新模型与RXTE观测的黑洞二进制GRS 1915+105。我们发现，与新的模型推断的自旋值略高于与一个无限薄的磁盘模型获得的自旋值，但差异很小，目前的效果是次要的，相对于其他来源的不确定性在最终的自旋测量。
2020-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Determination of chaotic behaviour in time series generated by charged particle motion around magnetized Schwarzschild black holes
研究了在渐近均匀磁场中绕Schwarzschild黑洞运行的开普勒盘电离区的行为。依赖于磁参数${\cal B}$和盘平面相对于磁场方向的倾斜角$θ$，电离盘的带电粒子可以进入三种状态：a）规则振荡运动，b）由于被磁化黑洞捕获而导致的破坏，c）运动的混沌状态。为了研究带电粒子运动的规则型和混沌型之间的过渡，我们生成了各种条件下的运动方程的解的时间序列，并通过非线性（盒计数、关联维数、李雅普诺夫指数、递归分析、机器学习）混沌判定方法来研究它们。我们证明，机器学习方法似乎是最有效的确定混沌区域的$θ-r$空间。结果表明，电离粒子运动的混沌特性随倾角的增大而增强。对于倾角为$θ\sim 0$的开普勒盘的电离的内部部分被捕获的黑洞。
2019-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of the Magnetized, Neutrino-Cooled Accretion Disk in the Aftermath of a Black Hole Neutron Star Binary Merger
由致密双星合并形成的黑洞-环面系统是伽马射线暴（GRB）的可能发动机。在合并后残留物的早期演化过程中，环的状态是由中微子冷却和磁驱动加热过程的组合决定的，因此现实的模型必须包括这两种影响。本文利用谱爱因斯坦程序（SpEC）研究了磁化黑洞-中子星双星系统的并合后演化.我们使用有限温度的核物质状态方程，并在泄漏近似下考虑中微子效应。为了达到所需的精度，我们介绍了改进的SpEC的实施广义相对论磁流体动力学（MHD），包括使用立方体球多面体网格和改进的方法处理超音速吸积流原始变量恢复是困难的。我们发现，种子磁场触发一个持续的热源，但其热效应在很大程度上被抵消的吸积和扩展的环面从MHD相关的角动量输运。中微子光度在模拟开始时达到峰值，然后在前20 ms显著下降，但磁化和非磁化磁盘的方式大致相同。加热速率和盘的光度在此后下降得慢得多。这些演化特征对网格结构和分辨率、MHD方程的公式化和种子场强度不敏感，尽管湍流效应并不完全收敛
2017-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Turbulence in Global Simulations of Magnetized Thin Accretion Disks
利用磁流体动力学方法对几何薄吸积盘进行了模拟，研究了磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流的局部性和详细结构。模型盘具有纵横比$H / R \simeq 0.07$，并使用具有精确通量的高阶Goddom MHD方案进行计算。我们集中在后期的分析后，系统已经失去了它的初始磁通量状态的直接记忆。盘进入饱和湍流状态，其中MRI的最快增长模式被很好地分辨，具有相对高的角动量传输效率$< < α> > \approx 2.5 \times 10^{-2}$。吸积应力在盘中平面处达到峰值，在盘中平面的上方和下方存在一个中等磁化强度的日冕，日冕上有一片过热场。通过分析湍流场的空间和时间相关性，我们发现磁场和动能的空间结构具有中等程度的局域性（相关长度分别沿$2.5H$和$1.5H$的长轴），并且与均匀不可压湍流的预期基本一致。密度场，相反，表现出较长的相关长度和较长的相关时间，结果，我们归因于流动内的螺旋密度波的重要性。与以前的结果相一致，我们表明，平均局部应力显示出一个良好的定义与当地的垂直通量的相关性，这种关系显然是因果关系（在这个意义上的通量刺激的应力）在一个全球发电机周期的部分。我们认为，所观察到的磁通量-应力关系支持发电机模型中，日冕磁场的结构起着核心作用，在确定薄盘吸积的动力学。
2011-05-09 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr black hole hypothesis using X-ray reflection spectroscopy and a thin disk model with finite thickness
X射线反射谱是探测黑洞强引力区的有力工具，可用于强场区广义相对论的检验。现有的相对论反射模型的简化限制了精确测量黑洞性质的能力。在本文中，我们提出了一个扩展的模型XHILL_NK中的吸积盘有一个有限的厚度，而不是无限薄。我们采用Taylor & Reynolds（2018）提出的吸积盘几何，并针对黑洞的不同质量吸积率值构建相对论反射模型。我们将新模型应用于高质量的朱雀双星GRS 1915+105的X射线数据，以探讨盘的厚度对克尔度规测试的影响。
2020-08-16 astro-ph.HE gr-qc
Neutrino spin oscillations in a magnetized Polish doughnut
本文研究超相对论中微子在磁化波兰甜甜圈吸积盘包围的旋转超大质量黑洞附近的引力散射，发现环向磁场对自旋翻转贡献很小，极向磁场和相对论旋转物质是改变观测中微子通量的主要因素，并提出利用中微子层析成像探测黑洞吸积盘磁场分布的想法。
2023-09-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational scattering of spinning neutrinos by a rotating black hole with a slim magnetized accretion disk
本文研究了中微子在旋转的超大质量黑洞中的引力散射，黑洞周围是一个薄的吸积盘，周围有一个真实的磁场。中微子被认为是具有非零磁矩的狄拉克粒子。中微子沿着任意轨道运动，入射通量平行于赤道平面。我们精确地解释了引力和磁场对中微子运动和自旋演化的影响。用准经典方法证明了在任意引力场中粒子散射时超相对论中微子的螺旋度为常数的一般命题。我们发现在弯曲时空中，考虑到中微子的自旋旋进，在外场中的中微子的可测量的通量。这些通量被证明是显着抑制系统的某些参数。最后，我们讨论了在我们的银河系中观测到预言的核坍缩超新星中微子现象的可能性。
2022-11-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
