Thermal Stability of Radiation-Pressure-Dominated Accretion Disks Threaded by Net Vertical Magnetic Flux
Western University（韦仕敦大学）；Ferdowsi University of Mashhad（马什哈德费尔多西大学）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院国际理论科学中心）
本研究针对辐射压主导黑洞吸积盘的热稳定性矛盾，通过分析净垂直磁通量对径向应力的热响应机制，推导局部稳定性条件并计算阈值，发现垂直磁场可缩小不稳定区间但无法完全消除，关键在于应力热响应而非磁压分数。
2026-08-26 astro-ph.HE
The plunging region of thin accretion discs across the black hole spin range
Flatiron Institute（平顿研究所）
该研究基于 ATHENA 代码的三维广义相对论磁流体动力学模拟，建立薄吸积盘 plunge 区域的动力学、热力学与磁场解析模型，明确黑洞自旋与 MHD 应力的关系，为破解黑洞自旋测量的简并问题提供依据。
2026-10-14 astro-ph.HE
The stress-pressure lag in MRI turbulence and its implications for thermal instability in accretion discs
经典的α-圆盘模型假设湍流应力与压力成线性比例，并对压力作出瞬时响应。然而，很可能应力具有不可忽略的弛豫时间，并且在某个时间尺度上将滞后于压力。为了测量这个滞后的大小，我们进行了非分层的3D磁流体力学剪切盒模拟零净磁通量使用有限体积代码PLUTO。我们通过冷却项施加不同周期的热振荡，这反过来又驱动了湍流应力的振荡。我们的模拟表明，应力振荡滞后于$\sim 5$轨道的情况下，振荡周期是几十个轨道或更多的压力。我们讨论了我们的结果的影响，在光盘周围的致密物体的热和粘性的超稳定性。
2021-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Connections Between Local and Global Turbulence in Accretion Disks
我们分析了一套全球磁流体动力学（MHD）的吸积盘模拟，以确定是否通过本地剪切盒研究发现，由磁旋转不稳定性驱动的湍流的标度律，是全球性的强大。模拟模型的几何薄磁盘与零净磁通量和没有明确的电阻率或粘度。我们发现，当地的麦克斯韦应力与自生的本地垂直磁场的方式是类似于在当地的模拟。此外，垂直场的局部补丁足够强大，可以刺激和控制大部分圆盘的角动量传输强度。我们证明了磁联系（通过低密度日冕）在确定当地的领域不同地区之间的磁盘的重要性，并提出了一个新的收敛要求全球模拟-日冕的垂直范围必须完全捕获和解决。最后，我们研究的平均应力的时间收敛，并表明，在当地的磁通量-应力关系的初始长期漂移消失的时间尺度上，是一致的初始磁场的湍流混合。
2010-02-18 astro-ph.HE
General Overview of Black Hole Accretion Theory
我提供了一个广泛的概述黑洞吸积流的基本理论范式。与观测相联系的模型仍然主要基于Shakura和Sunyaev（1973）四十年前的α应力公式，我讨论了辐射有效和无效模型的性质，包括它们的局部性质，它们对长期扰动的预期稳定性，以及它们如何在全球流动几何中联系在一起。α应力是湍流的一个处方，对于湍流，唯一现有的可能的候选者是从磁旋转不稳定性（MRI）发展而来的。因此，我也检讨目前已知的这种湍流的局部性质，和物理问题，已阐明，仍然不确定的是相关的各种阿尔法为基础的黑洞吸积流模型。
2013-04-17 astro-ph.HE
Saturation of the MRI in Strongly Radiation Dominated Accretion Disks
在不分层剪切盒近似下，用Goddham辐射MHD程序研究了强辐射主导的吸积盘中磁转动不稳定性的饱和程度.由于在这项工作中忽略了垂直重力，我们的重点是如何在磁盘的光学厚中平面的MRI饱和。我们确认，由MRI产生的湍流是非常可压缩的辐射为主的制度，发现由以前的计算使用的通量限制扩散近似。我们还发现，在使用较大的水平域（高达四倍的径向方向上的垂直标度高度）的计算中，饱和度特性的差异很小。然而，在强辐射压力占主导地位的磁盘（其中的辐射能量密度达到1%的气体的静止质量能量密度），我们发现麦克斯韦应力从MRI湍流是大于当辐射压力被替换为相同量的气体压力时产生的值。与此同时，麦克斯韦应力和雷诺应力之间的比值增加了近8倍的气体压力为主的情况相比。我们认为，这种影响是由辐射阻力，它的行为像体积粘度和改变流体的有效磁普朗特数。辐射粘度显着超过微观等离子体粘度和电阻率，确保辐射占主导地位的系统占据高磁普朗特数制度。然而，我们发现辐射剪切粘度是可以忽略不计的麦克斯韦和雷诺应力相比，在流动。这可能对辐射主导的吸积盘的结构具有重要意义。
2013-03-07 astro-ph.HE
The stress at the ISCO of black-hole accretion discs is not a free parameter
本文针对黑洞吸积盘ISCO处残余应力为自由参数的观点，通过薄盘近似模型对比测地线模型与数值模拟，证明应力由黑洞时空决定的全局跨声速特性唯一确定，同时指出相关下落区辐射探测结论缺乏依据。
2024-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Universal behaviour of $α$-viscosity in black hole accretion discs
Gothenburg University（哥德堡大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天体物理中心）；Research Center 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）；Nordita（北欧理论原子物理学研究所）；The Oskar Klein Centre, Department of Astronomy, Stockholm University（斯德哥尔摩大学天文学系奥斯卡·克莱因中心）；Astronomical Institute of the Academy of Sciences（科学院天文研究所）；Department of Physics (Astrophysics), University of Oxford（牛津大学物理系（天体物理））；International School for Advanced Studies, SISSA（国际高等研究院）；Institute of Physics and CASA*, University of Szczecin（什切辛大学物理系和CASA*）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-CSIC）
基于GRMHD模拟，发现黑洞吸积盘中$\alpha$黏滞系数随位置变化，在光子圆轨道附近达到最大，并提出用回转半径描述的普适公式。
2026-07-10 astro-ph.HE
Equilibrium disks, MRI mode excitation, and steady state turbulence in global accretion disk simulations
本文从完全平衡的初始条件出发，考虑了磁力，并满足感应方程，对湍流吸积盘进行了三维磁流体动力学（MHD）模拟。磁旋转不稳定性（MRI）的局部线性理论被用作全球模拟中磁场扰动增长的预测器。当非线性运动（可能由湍流的开始触发）扰乱了用于激发MRI的速度扰动时，线性增长估计和全局模拟会出现分歧。饱和状态被发现是独立的最初激发的MRI模式，表明一旦磁盘驱逐了最初的净通量场，并解决到准周期振荡的环形磁通量，发电机周期调节的全球饱和应力水平。此外，收敛湍流的时间平均措施，如磁能比，被发现与以前的作品。特别地，归一化到气体压力的全局平均应力<α_{ \rm P}> = 0.034，对于具有更高方位分辨率的模拟，获得了显著更高的值。使用不同的数值算法和分辨率进行补充测试。收敛与分辨率在初始的线性MRI生长阶段被发现为23-35细胞每scaleheight（在垂直方向）。
2012-12-06 astro-ph.HE
Evolution of finite viscous disks with time-independent viscosity
我们发现格林函数的吸积盘具有固定的外径和时间无关的粘度。用格林函数可以描述任意初始条件下圆盘的粘性演化。考虑了两类内边界条件：零应力张量和零吸积率。也可以包括外半径处的可变质量流入。众所周知的吸积速率的指数下降是具有内部零应力张量的解的一部分。中心吸积率为零的解适用于磁层边界超过共转半径的恒星周围的盘。利用该解，可以研究某些二元系统中圆盘的粘性演化。我们将零内应力张量的解应用于短周期X射线瞬态在峰值附近的时间内的爆发。发现对于Kramers不透明度和初始表面密度与半径成正比的情况，到达峰值的上升时间为t_rise ~ 0.15 r_out^2/nu_out，衰减的e折叠时间为t_exp ~ 0.45 r_out^2/nu_out。与非平稳α-磁盘的比较表明，这两种模型具有相同的粘度值在外径产生类似的行为上的粘性时间尺度。对于六个X射线新星爆发，这表现出快速上升指数衰减（FRED）和模型拟合，我们找到了一种方法来限制湍流参数α。
2015-05-08 astro-ph.HE
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
Shearing-box simulations of MRI-driven turbulence in weakly collisional accretion discs
我们提出了一个系统的剪切盒调查MRI驱动的湍流在弱碰撞等离子体包括各向异性的压力应力，即各向异性（Braginskii）粘度的影响。我们约束的压力各向异性（$Δp$）位于稳定性范围内，否则将施加动力学微观不稳定性。我们探索了一个广泛的区域的参数空间，考虑不同的雷诺数和磁场配置，包括净垂直通量，净环形垂直通量和零净通量。值得注意的是，我们发现，湍流和角动量输运的水平并没有受到很大的各向异性粘度的影响：麦克斯韦和雷诺应力没有太大的不同，从MHD的结果。Braginskii MHD中的角动量输运仍然强烈依赖于各向同性耗散，例如，各向同性磁性普朗特数，即使当各向异性粘度是数量级大于各向同性扩散率。然而，布拉金斯基粘度改变了流动结构，重新排列湍流，以在很大程度上抵消来自背景剪切的平行应变率。我们还表明，体积平均压力各向异性和各向异性粘性输运随着各向同性雷诺数（${\rm Re}$）的增加而减小;例如，在利用净垂直场的模拟中，当我们从${\rm Re} \sim 10^3$移动到${\rm Re} \sim 10^4$时，各向异性与麦克斯韦应力的比率（$α_{\rm A} / α_{\rm M}$）从$\sim 0.5$减小到$\sim 0.1$。因此，各向异性输运在高${\rm Re}$下可以忽略不计。然而，各向异性粘度在大${\rm Re}$下成为主要的加热源，占等离子体加热的$\gtrs…
2019-04-17 astro-ph.HE
Evolution of relativistic thin discs with a finite ISCO stress: II. Late time behaviour
我们提出了解决方案的相对论薄光盘演化方程使用修改后的描述的平均流体流动的光盘。该模型考虑到在最里面的光盘区域的亚圆速度的影响，并解决了其他不可持续的行为，在简单的有限ISCO应力光盘模型。我们表明，一个相对论薄盘的行为与有限的ISCO应力演变是由三个不同的阶段，加入通常不同的有限和消失的ISCO应力的解决方案到一个完全连续的模型参数化。我们的模型最重要的预测是存在一个中间阶段的“停滞吸积”，由一个单一的无量纲参数控制。这个演化阶段的标志似乎已经在GRMHD模拟以及潮汐破裂事件的后期X射线观测中看到，但需要专门的模拟和扩展观测才能更深入地了解。
2019-08-01 astro-ph.HE
Two-dimensional Inflow-Wind Solution of Hot Accretion Flow. I. Hydrodynamics
我们求解了热传导存在下的二维热吸积流的流体动力学方程。流动假设为稳态轴对称流动，径向采用自相似近似。在这个流体动力学研究中，我们考虑粘性应力张量来模拟驱动角动量的磁旋转不稳定性的影响。我们在旋转轴和赤道平面上施加物理边界条件，得到了全$ r-θ$空间的解。我们发现，热传导是研究具有很低质量吸积率的热吸积流的入风流结构不可缺少的项。这里最有趣的结果之一是，在热吸积模式和热传导的存在下，盘是对流稳定的。此外，风的属性和驱动机制进行了研究。我们的分析结果与以往的热吸积流的数值模拟是一致的。
2021-01-20 astro-ph.HE
Radiation GRMHD Models of Accretion onto Stellar-Mass Black Holes: III. Near-Eddington Accretion
Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（Flatiron Institute 计算天体物理中心）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学学院）；Department of Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学天文系）；Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学弗吉尼亚理论天文学研究所）；Michigan SPARC, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室密歇根SPARC）；Computational Physics and Methods, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室计算物理与方法部门）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
通过求解包含完整辐射输运的GRMHD方程，研究了四个近爱丁顿黑洞吸积模型，揭示了磁场拓扑和黑洞自旋对吸积盘结构及喷流的影响。
2026-09-07 astro-ph.HE
Convection Causes Enhanced Magnetic Turbulence in Accretion Disks in Outburst
我们提出的本地，垂直分层，辐射磁流体剪切盒模拟MRI湍流适合矮新星和软X射线瞬态爆发的氢电离制度的结果。我们采用了频率积分不透明度和状态方程，但忽略了非理想的MHD效应和表面辐照，不施加净垂直磁通量。我们发现两个稳定的热平衡轨道的有效温度与表面质量密度的平面，在定性协议与标准盘不稳定性模型的S曲线图片。我们发现，在$10^4$ K附近的温度下，氢电离过渡的必然结果，大的不透明度，触发强，间歇性的热对流上稳定的分支。这种对流加强了磁湍流发电机，并极大地提高了应力与热压力比$α$的时间平均值，这可能是通过产生垂直的磁场，这可能会导致轴对称的磁旋转不稳定性，并通过增加冷却，使压力不会与湍流耗散成比例地上升。这些增强的应力压力比可以减轻在爆发状态下观测推断的$α$值与从先前的缺乏净垂直磁通量的磁旋转湍流的局部数值模拟中测量的那些值之间的数量级差异。
2014-04-11 astro-ph.HE
Effects of Strong Photospheric Dissipation on the Spectra and Structure of Accretion Disks with Non-zero Inner Torque
本文对适用于近爱丁顿光度黑洞X射线双星（BHB）的吸积盘模型的光谱和结构进行了数值计算。我们的工作采用了非零扭矩的ISCO以及几个耗散配置文件的基础上的第一性原理三维磁盘内部模拟。我们发现光球附近的显着耗散可以产生陡峭的幂律光谱的模型与中等视角跨越一系列的黑洞自旋，同时包括内部扭矩推动光谱峰值更高的能量。与以前的研究相一致，我们还得出结论，在内部边缘的压力盘仍然是可行的模型，高频准周期振荡（HFQPO），特别是考虑到增加附近的光球耗散实际上导致QPO功率谱更高的品质因数相比，在最近的工作中发现的。
2019-10-24 astro-ph.HE
The thickness of a weakly-magnetized accretion flow inside the last stable orbit of a Kerr black hole
如果吸积盘中含有弱的冻结纠缠磁场，由于在音速点附近的解压缩，它们的动力学效应在最后稳定轨道内可能是重要的。在这里，我认为径向和垂直结构的一个几乎自由落体流内的最后稳定轨道的薄盘围绕克尔黑洞。这种流的厚度主要由径向和方位磁场产生的垂直应力决定。预测的厚度振荡垂直周围的平衡值所确定的磁场平衡与重力。对于薄盘，这个厚度比吸积盘本身的厚度大得多。HARM2d的数值模拟结果表明，垂直结构更为复杂。特别是，磁支撑盘似乎是不稳定的物质分离成较薄的流与热压力或其他过程确定的垂直尺度。
2014-08-27 astro-ph.HE
The plunging region of a thin accretion disc around a Schwarzschild black hole
本文通过3D全局GRMHD模拟验证了史瓦西黑洞薄吸积盘坠入区的解析热力学模型，发现考虑非绝热加热后两者高度一致，并揭示坠入区存在约5.3%的角动量下降，表明测地描述有效但零应力假设不成立。
2025-05-19 astro-ph.HE
MRI turbulence in accretion discs at large magnetic Prandtl numbers
大磁普朗特数$\text{Pm}$（粘度与电阻率之比）对湍流输运和磁旋转不稳定性（MRI）的能量学的影响知之甚少，尽管在天体物理环境中实现了这种制度，从中子星合并的磁盘，低质量X射线双星和活动星系核的内部区域，以及质子中子星的内部。我们调查的MRI发电机和相关的湍流在制度$\text{Pm}>1$进行完全可压缩，三维MHD剪切盒模拟使用有限体积代码\textsc{PLUTO}，主要集中在开普勒剪切吸积盘相关的情况下。我们发现，当磁雷诺数保持固定，湍流传输（参数化的$α$，应力与热压力的比率）的比例与磁普朗特数$α\sim \text{Pm}^δ$，与$δ\sim 0.5-0.7$高达$\text{Pm} \sim 128$。然而，这种标度减弱的磁雷诺数的增加。重要的是，与以前的研究相比，我们在非常大的$\text{Pm}$上发现了一个新的效应-湍流能量和应力开始平稳，不再依赖于${\rm Pm}$。为了理解这些结果，我们已经进行了详细的分析，在傅立叶空间中的湍流动力学，侧重于增加$\text{Pm}$的横向级联的效果-一个关键的非线性过程引起的圆盘剪切流，负责维持MRI湍流。最后，我们发现，$α$ - $\text{Pm}$缩放是敏感的框垂直到径向的纵横比，以及背景剪切。
2022-09-15 astro-ph.HE
Numerical Simulations of a Two Component Advective Flow for The Study of the Spectral and Timing Properties of Black Holes
双组分平流是理论上最具物理意义的吸积盘。由于粘性是决定性因素，我们研究了粘性应力对非旋转黑洞吸积流的影响。由于吸积流中粘性引起的角动量转移，角动量分布被修正。我们包括冷却效应，并发现开普勒磁盘上的赤道平面和上方和下方的流动仍然子开普勒。这给出了一个完整的图片，到目前为止，形成的两个组成部分平流围绕黑洞。
2014-04-10 astro-ph.HE
Global Radiation Magneto-hydrodynamic Simulations of Sub-Eddington Accretion Disks around Supermassive Black Holes
利用三维辐射磁流体动力学模拟方法研究了质量为5 \times 10^8太阳质量的黑洞的吸积盘内部区域的性质，其质量吸积率分别为爱丁顿值的7%和20%。这个区域的磁盘支持磁压力与表面密度显着小于标准薄磁盘模型预测的值，但具有更大的磁盘规模的高度。在许多热时间尺度上，盘没有显示出任何热不稳定性的迹象。超过一半的吸积是由辐射粘度驱动的光学薄的日冕区域的吸积率较低的情况下，而吸积在光学厚的部分磁盘驱动的麦克斯韦和雷诺应力从MRI湍流。在这两个模拟中，气体温度> 10^8 K的日冕只在\approx 10引力半径内产生，在吸积率较高的情况下更紧凑。与薄盘模型相反，表面密度随着质量吸积率的增加而增加，这导致光学薄区域的耗散较少，日冕相对较弱。模拟结果可以解释活动星系核中X射线冕的形成、冕的紧凑尺寸以及观测到的许多活动星系核的光学-X射线亮度随爱丁顿比的变化趋势。
2019-04-02 astro-ph.HE
Global Structure of Optically Thin, Magnetically Supported, Two-Temperature, Black Hole Accretion Disks
我们提出了光学薄，双温黑洞吸积盘纳入磁场的整体解决方案。我们假设麦克斯韦应力的π π分量与总压成正比，并规定了磁通量平流率的径向依赖关系，以完成基本方程组。我们得到了磁支撑的（低β）盘解，其光度超过了对流主导吸积流（ADAF）的最大光度，L > 0.4 α^2 LEdd，其中LEdd是爱丁顿光度.吸积流由外层ADAF、外层ADAF到低β盘的过渡层内的发光热吸积流（LHAF）、低β盘和内层ADAF组成。随着质量吸积率的进一步增大，低β盘区变宽。在低β盘中，磁加热平衡了辐射冷却，电子温度随着光度的增加从~ 10^9.5 K降低到~ 10^8 K。这些结果与银河系黑洞候选者在亮/硬态下观测到的瞬时爆发的硬-软转变过程中，当L > 0.1 L_Edd时，X射线谱的能量截止（即电子温度）与光度之间的反相关性是一致的。
2012-02-25 astro-ph.HE
Simulations of Magnetized Disks Around Black Holes: Effects of Black Hole Spin, Disk Thickness, and Magnetic Field Geometry
由Novikov和Thorne（NT）于1973年提出的黑洞周围极薄吸积盘的标准广义相对论模型假设剪切应力在最内层稳定圆轨道（ISCO）半径处消失，而在ISCO之外，剪切应力由有效湍流粘性产生。然而，天体物理学的吸积盘并不是非常薄，在ISCO处剪切应力是否必然消失还不确定，而被认为驱动盘中湍流的磁场可能包含大尺度结构，其行为不像简单的局部标量粘度。我们描述了三维广义相对论磁流体动力学模拟的吸积盘周围的黑洞的自旋参数的范围内，我们使用的模拟来评估NT模型的有效性。我们的基准初始磁场由多个（交替极性）极向场回路，其形状是大致各向同性的磁盘，以匹配各向同性的湍流预期在极向平面。对于长宽比为|H/R| ~ 0.07，我们发现吸积比角动量相对于NT模型减少了2.9%，ISCO内部的过剩光度为3.5%。在自旋黑洞的情况下，偏差也是同样的量级。此外，偏差随着减小而减小|H/R|.因此我们得出结论，在热/高软谱态下，x射线双星中磁化薄吸积盘应该可以用NT模型很好地描述，特别是当光度低于30%爱丁顿时，我们预计吸积盘的厚度很小|H/R| <~ 0.05。我们还讨论了应力和亮度内的ISCO依赖于假设的初始磁场几何形状。（节略）
2010-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
The properties of GSN 069 accretion disk from a joint X-ray and UV spectral analysis: stress-testing quasi-periodic eruption models
本研究联合分析HST和XMM-Newton数据，发现GSN 069拥有一个TDE后形成的致密、粘性膨胀吸积盘，其观测特征对现有QPE模型构成了挑战。
2025-04-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
A simple model of globally magnetized accretion discs
提出一种受净垂直磁通量穿过的吸积盘准局部解析模型，通过计算大尺度磁场平衡，发现大尺度磁应力主导内流并决定盘结构与演化，解释了磁抬升盘等现象及磁滞留盘（MADs）的形成。
2024-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pseudo-Newtonian simulation of a thin accretion disk around a Reissner-Nordström naked singularity
本文首次用伪牛顿势模拟Reissner-Nordström裸奇点周围的薄吸积盘，发现吸积在零重力球附近形成环状结构，并指出该旋转环可能是裸奇点的观测特征。
2025-01-06 astro-ph.HE
Black hole-disc coevolution in the presence of magnetic fields: refining the Thorne limit with emission from within the plunging region
本文研究磁场及 plunging region 内磁流体动力学应力产生的额外辐射如何抑制黑洞自旋加速，并将经典 Thorne 极限由约0.998修正至约0.99。
2025-01-10 astro-ph.HE gr-qc
Angular Momentum Transport in Thin Magnetically Arrested Disks
在具有大规模有序磁场的吸积盘中，磁旋转不稳定性（MRI）被轻微抑制，因此其他过程可能会驱动角动量输运，导致吸积。吸积可以由大规模的磁场通过磁制动驱动，但是大规模的磁通量可以积聚在黑洞上和磁盘内，导致磁制动磁盘（MAD）。这样的MAD状态对于磁瑞利-泰勒（RT）不稳定性是不稳定的，其本身导致剧烈的湍流和低密度高磁化气泡的出现。这种不稳定性进行了研究，在薄（半高H半径R，$H/R \approx 0.1$的比率）MAD模拟，其中它有一个更显着的影响比厚盘盘的动态。我们发现，由磁RT不稳定性产生的低密度气泡减少了磁盘中的应力（导致角动量输运），而不是增加磁矩。事实上，我们发现，应力的主要组成部分是由于湍流磁场，尽管轴对称MRI的抑制和大规模磁场的主导存在。这表明磁RT不稳定性在驱动MAD角动量输运中起着重要作用。
2018-04-15 astro-ph.HE gr-qc
On characterizing nonlocality and anisotropy for the magnetorotational instability
吸积盘中的角动量输运在多大程度上主要是局部的或非局部的，以及是什么决定了这一点，是理解吸积引擎的一个重要研究途径。沿着这条道路走一步，我们分析模拟的磁旋转不稳定性（MRI）计算能量和应力功率谱分层等温剪切盒模拟在几个新的方式。我们将盒子分为两个区域，盘和冠，其中盘是MRI不稳定区域，冠是磁主导区域。我们计算了不同数量的分数功率，包括磁能和麦克斯韦应力，发现它们主要由最低波数的贡献。这是更戏剧性的日冕比光盘，表明在日冕区域的运输是由更大的结构比光盘。通过计算平均功率谱在一个方向上的$k$空间的时间，我们还表明，MRI湍流是强烈的各向异性的大尺度时，用这种方法分析，但各向同性的小尺度。虽然剪切盒本身是为了代表吸积盘的局部部分，但应力和能量由最大尺度主导的事实突出了局部性并没有被捕获在盒内。这有助于量化全球模拟对解决运输局部性问题的直观重要性，对此可以进行类似的分析。
2014-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Counter-Rotating Accretion Discs
反向旋转盘可以由反向旋转气体云在现有同向旋转盘的表面上的吸积或由反向旋转气体径向向内移动到现有盘的外边缘而产生。在界面处，两种组分混合以产生具有零净角动量的气体或等离子体，其倾向于朝向盘中心自由下落。我们讨论高分辨率轴对称流体动力学模拟的情况下，两个组件垂直分离和径向分离的粘性反向旋转盘。粘度由包括粘性应力张量中的所有项的各向同性$α-$粘度描述。对于垂直分离的部件，在它们之间形成剪切层。该层的中间自由下落到磁盘中心。吸积速率比具有相同粘度的沿一个方向旋转的常规盘的吸积速率增加因子$\sim 10^2-10^4$。剪切层的垂直宽度和吸积率强烈地依赖于反向旋转气体的粘度和质量分数。在径向分离的部件的情况下，其中内盘共同旋转并且外盘在相反方向上旋转，两个部件之间的间隙准周期性地打开和关闭。吸积速率比具有相同粘性的沿一个方向旋转的圆盘的吸积速率大$\gtrsim 25$倍。
2014-10-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Thin accretion disk signatures in dynamical Chern-Simons modified gravity
广义相对论的一个很有前途的扩展是Chern-Simons（CS）修正引力，其中通过增加一个宇称破坏的CS项来修正Einstein-Hilbert作用量，该CS项通过一个标量场耦合到引力。在这项工作中，我们考虑有趣的，但相对未开发的，CS修改的重力，CS耦合场被视为一个动力场，赋予自己的应力-能量张量和演化方程的动力学公式。考虑了利用慢转黑洞周围的吸积盘性质来观测检验动态CS修正引力的可能性。得到了该体系的能流、温度分布、发射光谱以及能量转换效率，并与标准广义相对论克尔解进行了比较。结果表明，Kerr黑洞比CS修正引力下的慢转黑洞提供了一个更有效的吸积质量能量转化为辐射的引擎.特定的签名出现在电磁波谱，从而导致直接测试CS修改重力的可能性，通过使用天体物理观测的发射光谱从吸积盘。
2010-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-th
