Non-Linear Dynamics of Accretion Disks with Stochastic Viscosity
本文提出了一个在粘性参数中加入随机非线性涨落的几何薄吸积盘的非线性数值模型。这些数值实现试图研究盘角动量输运的随机效应。我们表明，这个简单的模型是能够再现几个观察到的吸积驱动系统的现象。其中最值得注意的是观测到的圆盘光度的均方根通量线性关系。这个功能是没有正式捕获的线性磁盘方程在以前的工作中使用。的耗散率和质量吸积率跨磁盘半径的傅立叶分析表明，低于当地的粘性频率的频率的连贯性。这与在天鹅座X-1等天体物理源中观察到的相干行为一致。
2014-07-09 astro-ph.HE
Hydrodynamic simulations of viscous accretion flows around black holes
利用基于网格的有限差分方法研究了旋转、轴对称、粘性吸积流绕黑洞的时间演化。我们使用Shakura-Sunyaev粘度公式。然而，我们得到的结果进行比较时，所有三个独立的组成部分的粘性应力保持。我们发现，离心压力支持的冲击变得更弱，包括粘性。当粘性增加时，激波在更远的地方形成。当粘性超过临界值时，激波完全消失，除了在视界附近的区域外，流动在任何地方都变成亚音速和开普勒流，在那里它保持超音速。我们还发现，随着粘度的增加，在风中流出的物质的量减少到小于流入物质的百分比。由于激波后区域可以作为热电子或所谓的“康普顿云”的储库，其大小随粘度而变化，因此预计光谱特性强烈依赖于粘度：较硬的状态由低角动量和具有显著流出的低粘度流主导，而较软的状态由具有非常少流出的高粘度开普勒流主导。
2011-12-07 astro-ph.HE
Fate of an Accretion Disc around a Black Hole when both the Viscosity and Dark Energy is Effecting
本文研究了修正的Chaubergin气体向作为中心引力物体的黑洞的粘性吸积流。修正的Chaubergin气体是一种特殊类型的暗能量模型，根据其参数的不同值，它模拟了辐射时代到幻影时代。我们比较了绝热气体流动和阻力吸积。围绕黑洞的吸积盘流是跨音速流的一个例子。模型考虑了Navier-Stokes方程、连续性方程和修正的Chaubergin气体状态方程的三个组成部分。当跨音速流通过音速点时，速度梯度在那里明显是奇异的，产生两个流动分支：一个下落，即吸积，另一个流出，即风。结果表明，当考虑暗能量时，在离黑洞有限距离处，风的曲线变强，风速达到光速。此外，如果我们增加粘度，吸积盘被缩短。这两个过程的共同作用大大偏离了绝热吸积的情况。结果表明，在角动量输运的影响下，粘性系统的功和修正的Chaubergin气体的斥力共同作用，使得吸积过程减弱。
2017-05-28 astro-ph.HE
Calculation of the relativistic Bulk Viscosity, Shear Viscosity and Shear-Stress Viscosity of Accretion Disks around the Rotating Black Holes
本文研究了旋转黑洞周围相对论性吸积盘的相对论性体张量、剪切张量和剪切应力粘滞。我们计算了BLF中的体张量、剪切张量和切应力粘滞系数在赤道平面上的所有非零分量。得到了相对论性体张量、剪切张量和剪应力粘滞系数在四个速度分量和导数、Christoffel符号和度规分量下的关系。为了考察相对论性体张量、剪张量和剪应力粘滞度分量的性质，我们在LNRF中引入了四个速度径向分量的径向形式，然后在BLF中导出了体张量、剪张量和剪应力粘滞度的所有分量。给出了某些状态下体张量、剪切张量和剪切应力粘滞系数的非零分量图。本文研究了旋转黑洞周围的吸积盘中相对论性体粘滞系数的重要性及其影响。
2017-12-07 astro-ph.HE gr-qc
Hot Accretion Flows Around Black Holes
黑洞吸积流可以分为两大类：冷的和热的。冷吸积流，其中包括冷光学厚的气体，被发现在相对较高的质量吸积率。突出的例子是标准薄盘，它发生在爱丁顿质量吸积率的一小部分，和超薄盘在超爱丁顿率。这些吸积流是负责发光系统，如活动星系核辐射或接近爱丁顿光度和黑洞X射线双星在软状态。热吸积流，这篇评论的主题，是维里热和光学薄。它们发生在较低的质量吸积率，并描述的模型，如对流为主的吸积流和发光的热吸积流。由于能量平流，这些流动的辐射效率一般低于标准薄吸积盘的辐射效率。此外，效率随质量吸积率的降低而降低。观测表明，热吸积流与喷流有关。此外，理论论证表明，热流应该产生强风。热吸积流被认为存在于低光度的活动星系核和黑洞X射线双星的硬态和静态。原型是Sgr A*，银河系中心的超低光度超大质量黑洞。来自具有热吸积流的超大质量黑洞的喷流、风和辐射可以与外部星际介质相互作用并改变宿主星系的演化。这种“维持模式反馈”的细节原则上可以通过热吸积流的理论研究和数值模拟来确定。
2014-01-03 astro-ph.HE
Modified viscosity in accretion disks. Application to Galactic black hole binaries, intermediate mass black holes and AGN
从微类星体到活动星系核（AGN），宇宙中存在着不同质量尺度的被吸积盘包围的黑洞（BH）。由于磁场作用的复杂性，目前的情况仍然是临时的。此外，在高爱丁顿速率下的吸积盘可能是辐射压控制的，并且根据某些加热公式，是热不稳定的。观测验证其产生的变化模式可能揭示辐射压力和磁场的作用。我们计算的结构和时间演化的吸积盘，使用代码GLADIS（模型的全球吸积盘不稳定性）。我们补充这个模型与修改后的粘度处方，它可以在一定程度上描述磁盘的磁化。我们研究了一个大的网格模型的结果，覆盖整个参数空间，我们得出的结论分别为不同尺度的黑洞质量，这是不同类型的宇宙源的特征。我们显示的耀斑或爆发的持续时间，其幅度和周期之间的依赖关系，吸积率和粘度标度。我们指出，如果吸积盘中的加热率随总压和总温的增加而迅速增长，则不稳定性将导致更长和更尖锐的耀斑。总的来说，我们证实了超大质量黑洞周围的盘是辐射压主导的，并呈现出相对较亮的爆发。我们的方法也可以作为一个独立的工具，黑洞质量的测定，我们现在面临的中间黑洞在源HLX-1。
2017-04-21 astro-ph.HE
Properties of relativistic hot accretion flow around rotating black hole with radially varying viscosity
本研究探讨旋转黑洞周围相对论吸积流中径向变化黏度参数的影响，发现黏度指数增大时激波形成可能性减小，且快速旋转黑洞能承受更高黏度。
2023-12-26 astro-ph.HE
Estimation of alpha-viscosity coefficient from observations of nonstationary disk accretion
Be星在高质量X射线瞬变A0535+26/HDE 245770中的光学行为表明，在近星点处，光度通常有0.05 ~几十等的增强，X射线爆发发生在近星点后约8天。我们构建了一个定量模型，这个事件的基础上，一个非平稳的吸积盘的行为，与高椭圆率的轨道运动。我们解释了观测到的光学和X射线爆发的峰值之间的时间延迟，在这个系统中的物质的径向运动的时间在吸积盘，增加后的质量通量在附近的一个星周点的二进制。这一时间由湍流粘性决定，参数为$ α=0.1-0.3$，通过模型与观测数据的比较估算
2014-08-08 astro-ph.HE
The Radiative Efficiency of Hot Accretion Flows
在过去的几年里，我们对热吸积流的认识取得了两个重要进展。其一是只有一小部分在外边界的吸积流最终能落在黑洞上，而大部分都在外流中消失了。另一种是电子可以直接接收吸积流中粘性耗散能量的大部分，即$δ\sim 0.1-0.5$。考虑这两个过程时热吸积流的辐射效率还没有系统的研究，这是本文的主题。我们考虑了热吸积模型的两个区域。一种是位于低吸积率区$\la 10α^2\ledd/c^2$的平流主导吸积流（ADAF），另一种是位于低吸积率区之上的发光热吸积流（LHAF）。对于后者，我们假设吸积流在一定的吸积率以上具有两相结构，并在动力学计算中采用了简化方法。结果表明，热吸积流的辐射效率随吸积速率的增加而增加，并且与以前的$δ\ll 1$相比，热吸积流对电子的直接粘性加热大大提高了辐射效率.当吸积率较高时，热吸积流的辐射效率与标准薄盘的辐射效率相当。给出了不同$δ$值时辐射效率随吸积率变化的拟合公式。
2012-09-03 astro-ph.HE
Accretion disc viscosity: a limit on the anisotropy
对翘曲盘的观测可以深入了解吸积盘中角动量输运的性质。只有少数物体在长时间尺度上显示出强烈的周期性，但当这种周期性存在时，它通常被归因于吸积盘的岁差。X射线双星武仙座X-1/赫兹武仙座（Her X-1）是这种周期性的最好例子之一，自从它第一次被观察到以来，它就与盘旋进有关。通过使用目前最好的拟合模型，以她的X-1，它调用进动驱动的辐射翘曲，我把一个约束的有效粘度，在一个扭曲的磁盘。这些有效粘度几乎肯定是由于磁旋转不稳定性引起的湍流而产生的。这里推导出的约束条件与磁流体动力圆盘湍流性质的分析和数值研究一致，但与最近的一些全球模拟结果不一致。
2015-04-20 astro-ph.HE
On the wind production from hot accretion flows with different accretion rates
我们进行二维模拟，研究风的强度如何随着吸积率的变化。我们考虑了韧致辐射、同步辐射和康普顿化。我们发现，当吸积率较低时，辐射冷却并不重要，吸积流是热吸积流。对于热的吸积流，风是很强的。风的质量通量可以是质量流入速率的$\sim 50\%$。当吸积率增加到一个值，在该值下，辐射冷却率大致等于或略大于粘性加热率，冷团可以在赤道面周围形成。在这种情况下，气体压力梯度力很小，风很弱。我们的结果对亚网格模型的活动星系核反馈研究有一定的参考价值。
2017-11-07 astro-ph.HE
On the possibilities of mass loss from an advective accretion disc around stationary black holes
本文研究了黑洞周围的圆盘-喷流耦合系统，得到了关于流入参数的流出解。我们观察到，一个平流吸积盘可以喷出流出/射流的粘度参数范围很广。然而，如果冷却作为盘内的能量耗散过程是活跃的，则这种可能性减小。对于质量流出，我们得到了由流入角动量和冷却粘性所构成的参数空间，并量化了粘性参数的极限。
2014-05-27 astro-ph.HE
The Effect of Accretion Environment at Large Radius on Hot Accretion Flows
研究了大半径（$\sim 10$ pc）吸积环境（气体密度、温度和角动量）对热吸积流光度的影响。吸积流对吸积环境的辐射反馈效应也自洽地考虑在内。我们发现，当考虑辐射加热和冷却时，大半径的慢旋转流可以明显偏离Bondi吸积。我们进一步发现，当环境气体温度较低（如$T=2\times 10^7$ K）时，热吸积流的光度较高。当气体温度较高时（如$T\geq4\times 10^7$ K），热吸积流的光度显著降低。环境气体密度也会显著影响吸积流的光度。当密度大于$\sim 4\times 10^{-22}\text{g} \text{cm}^{-3}$，温度小于$2\times 10^7$ K时，不存在光度小于$2\%L_{\text{Edd}}$的热吸积流。因此，pc尺度的环境密度和温度是决定光度的两个重要参数。这些结果对宇宙学模拟中采用的亚格子模型也有参考价值。
2018-01-19 astro-ph.HE
Turbulent viscosity by convection in accretion discs - a self-consistent approach
天体物理吸积流中粘性的来源至今仍是一个争论激烈的问题。我们调查的对流湍流的贡献，总粘度在自洽的方法，对流的强度是由垂直盘结构本身。其他来源的粘度参数化的β-粘度处方，这也允许调查的自引力效应。在恒星质量和中等质量黑洞周围的吸积盘的背景下，我们得出结论，对流不能单独占总粘度在光盘，但显着增加到it.For吸积率高达10%的爱丁顿率，我们发现，差分旋转提供了一个足够大的基础粘度。对于更高的吸积率，需要进一步的支持，在内部磁盘区域，这可以提供由MRI引起的粘度。我们简要地讨论了MRI，对流和微分旋转的相互作用。我们对中心质量和吸积率对盘模型的影响进行了详细的参数研究，发现支撑粘性的阈值主要由爱丁顿比决定，中心黑洞质量的影响很小。
2009-05-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-similar Solution of Hot Accretion Flow with Thermal Conduction and Anisotropic Pressure
通过求解轴对称的稳态磁流体动力学方程，我们研究了各向异性热传导、各向异性压力和磁场强度对黑洞周围热吸积流的影响。各向异性压力被认为是在具有极低质量吸积率的热吸积流中弱碰撞等离子体中传输角动量的机制。然而，各向异性压力并不广泛影响角动量的传输，它导致风区的收缩。结果表明，磁场的强度可以帮助坡印亭能通量克服动能通量。这一结果可能适用于理解银河系中心Sgr A* 和M87星系的热吸积流。
2022-01-11 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
On the Maximal Value of the Turbulent alpha-Parameter in Accretion Discs
在这篇简短的论文中，我们表明，使湍流二维而不是三维可能会增加约40%的有效湍流粘度。用这种方法可以得到α max = 0.25Mt^2的无扰动流体动力学粘性参数，它与非定常吸积的观测数据比数值模拟得到的值更符合.然而，从观测中已知的α参数值仍然高出数倍。
2009-05-22 astro-ph.HE
Viscosity parameter in dissipative accretion flows with mass outflow around black holes
无粘性和粘性流的数值流体动力学模拟表明，从平流盘的离心压力支持边界层或CENBOL中可以产生显著的流出。然而，这种障碍是削弱存在的粘性，更是如此，如果有明确的能量耗散在边界层本身。从理论上研究了粘性和能量耗散对外流率的影响，结果表明，随着粘性或能量耗散（或两者）的增加，外流形成的前景大大降低，从而验证了通过观测和数值模拟获得的结果。实际上，我们发现，在耗散粘性流中，只有当Shakura-Sunyaev粘性参数α小于0.2时，才能产生外流激波。这是修正粘性流中激波上的朗肯-雨果尼奥关系式的直接结果，其中包括了激波后区域流出形式的能量耗散和质量损失。如果我们完全忽略质量损失的影响，粘性流中的驻波耗散激波只有在α < 0.27时才可能发生。这些极限比在激波本身既不耗散能量也不形成任何外流的情况下有效的α = 0.3的绝对极限更严格。我们计算了几个黑洞候选者，如GX 399 -4，MAXI J1659-152和MAXI J1836-194的光谱和时间特性所需的典型粘度参数，发现所需的α确实在我们规定的范围内。
2016-07-18 astro-ph.HE
X-ray Dips in AGN and Microquasars -- Collapse Timescales of Inner Accretion Disc
一些活动星系核和微类星体的X射线的时间行为被认为是由它们的吸积盘的热的内部快速坍缩引起的。坍缩可以发生在吸积盘径向下沉的时间尺度上。然而，由于缺乏对包括内盘的无碰撞等离子体中的操作粘度的了解，阻碍了对该时间尺度的估计。我们使用已发表的模拟结果宇宙射线扩散通过湍流磁场到达一个粘度处方适当的热吸积盘。我们使用此粘度处方构建简化的椎间盘模型，并估计3C 120，3C 111和GRS 1915+105的椎间盘塌陷时间尺度。从我们的模型得到的Shakura-Sunyaev α参数范围为0.02至0.08。我们对椎间盘内塌陷时间尺度的估计与观测到的X射线下降时间尺度吻合得很好。我们发现坍缩时间尺度对热吸积盘的外半径最为敏感。
2020-12-09 astro-ph.HE
Timing Properties of Shocked Accretion Flows around Neutron Stars -- II. Viscous Disks and Boundary Layers
本文利用光滑粒子流体动力学方法研究了弱磁性中子星周围的粘性吸积流。我们表明，在冷却和粘度的存在下，多个“边界”层的形成。我们发现，在一个sub-Keplerian流中引入一个小的粘度，很像风吸积在HMXB，如Cir X-1，只有一个单一的正常边界层（NBOL）的形式来调整旋转速度分量。随着粘度的增加，该区域径向扩展，超过某个临界值，在亚开普勒流和NBOL之间形成辐射开普勒盘/层（RAKED）。当粘度进一步增加时，仅保留NBOL和RAKED。在所有这些情况下，离心压力主导的边界层（CENBOL）形成，远离恒星，就像黑洞的情况一样。这是第一个自洽的研究，这种过渡从子开普勒流已报告的中子星。我们还确定吸积和喷射的物质之间的联系，以下的两个组件的对流黑洞，中子星。这些结果对于理解风主导的中子星系统中的盘、边界层和外流的形成是至关重要的。
2019-06-25 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}$时，状态转变发生，超过这个临界值，冷而致密的团簇/簇状结构形成，嵌入在热气体中。我们认为，这种模式可能对应于所提出的两相吸积模型，这可能是负责的黑洞X射线双星的中间状态。当吸积速率足够高时，团块/碎屑结构逐渐合并并沉降到中平面上。最终吸积几何转化为盘冠配置。总之，我们的结果是一致的截断吸积的情况下的状态转变。
2016-04-08 astro-ph.HE
Observational Constraints on Direct Electron Heating in the Hot Accretion Flows in Sgr A* and M87*
黑洞周围热吸积流理论中的一个重要参数是$δ$，它描述了吸积流中直接进入加热电子的“粘性”耗散能量的比例。对于给定的质量吸积率，热吸积流的辐射效率由$δ$决定。不幸的是，$δ$的值很难从第一原理确定。最近的事件视界望远镜合作组织（EHTC）对M87* 和Sgr A* 的研究结果为我们提供了一种不同的约束$δ$的方法。通过结合质量吸积率在M87* 和Sgr A* 估计的EHTC与测得的辐射光度的两个来源，我们得到了良好的约束各自的吸积流的辐射效率。同时，我们使用热磁制动盘（MAD）的理论模型来计算预期的辐射效率作为$δ$（和吸积率）的函数。通过比较EHTC导出的辐射效率与MAD模型的理论结果，我们发现Sgr A* 需要$δ\ga 0.3$。%，最可能的值为$δ\sim 0.5$。在M87* 的情况下，类似的比较给出了不确定的结果，因为在这个源中的吸积速率仍然有很大的不确定性。
2022-11-29 astro-ph.HE
Viscous Driving of Global Oscillations in Accretion Discs Around Black Holes
我们研究的全球振荡模式（轴对称和非轴对称）的激发中所发挥的作用，粘性吸积盘周围的黑洞使用二维流体动力学模拟。湍流粘性采用$α$ -Answer模型，并采用不同的状态方程。我们认为这两个磁盘跨音速径向流入最内部的稳定的圆形轨道，和静止的磁盘截断的反射壁在其内部边缘，代表磁层。在跨音速圆盘中，粘性可以激发几种类型的全局振荡模式。这些模式或者是轴对称的，其频率接近于最大径向周转频率$κ_\mathrm{max}$的倍数，或者是非轴对称的，其频率接近于最内稳定轨道频率$Ω_\mathrm{ISCO}$的倍数，或者是混合模式，其频率是这两个频率的线性组合。小的粘度参数值$α$主要产生非轴对称模式，而轴对称模式成为主导的大$α$。这些模式的激发可能与音速点的不稳定性有关，在音速点处，径向下落速度等于气体的声速。在光盘的反射内边界，我们探讨了粘度对捕获的$p$模式，这是固有的过稳定，由于共转共振效应的影响。粘性的影响是降低这些模式的增长率，或者完全抑制它们并激发一类新的更高频率的模式。后者要求动态粘度与圆盘表面密度成正比，这表明它是经典的粘性超稳定效应的结果。
2015-04-13 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
Nonthermal processes in hot accretion flows onto supermassive black holes: An inhomogeneous model
上下文许多低红移的活动星系核都有一个超大质量黑洞，以低或中等速率吸积物质。在这样的速率下，吸积流通常由一个冷的光学厚盘，加上一个热的、低密度的、无碰撞的日冕组成。在后一种成分中，带电粒子可以通过各种机制加速到高能量。目标。我们的目标是详细研究热吸积流到超大质量黑洞的非热过程，涵盖了广泛的吸积率和光度。方法.我们开发了一个模型，包括一个薄的Shakura-Sunyaev盘加上内部热吸积流或日冕，建模为一个辐射效率低下的吸积流，非热过程发生。我们解决了相对论粒子的输运方程，并估计了各种粒子种类和源中的场之间的非热相互作用产生的光谱能量分布。结果我们涵盖了各种各样的情况下，从低吸积率到爱丁顿极限的10%，并确定了每种情况下的相关冷却机制。热流中强子的存在决定了光谱的形状，产生次级粒子和伽马射线级联。我们将我们的模型应用于源IC 4329 A，证实了早期的结果，即日冕中存在非热粒子的证据。
2021-05-18 astro-ph.HE
Backflow in Accretion Disk
薄流体动力学吸积盘的解析解表明，对于某些粘性参数值，盘中的吸积流部分不是朝向恒星，而是相反的方向。我们研究薄磁盘进行流体动力学模拟，并比较数值分析结果。我们确认，当粘性系数小于临界值时，模拟中在圆盘中平面附近存在回流。正如解析解所预测的那样，从恒星到回流起始点的距离随着粘度的增加而增加。当粘滞系数大于临界值时，盘内不存在回流。
2020-06-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernova Explosions in Accretion Disks in Active Galactic Nuclei: Three-Dimensional Models
超新星爆发对活动星系核环核盘的结构和演化具有潜在的影响。一些先前的研究表明，相对较低的SN爆炸率可以提供有效的α粘度值在0.1和1之间的活动星系核吸积盘在1 pc尺度。为了测试这种可能性，我们提供了一些分析尺度的演化SN残留嵌入在一个差分旋转光滑盘。我们校准我们的估计使用三维流体动力学模拟的气体被建模为绝热指数$γ$。我们的模拟适合于包括这样一个事实，即SN注入的动量的一小部分从磁盘逃逸到日冕。在此基础上，我们计算了SN爆炸对活动星系核吸积盘中有效α粘滞系数的贡献，表示为$α_{SNe}$，其中吸积是由局部粘滞系数$α$驱动的.我们发现，对于中心黑洞为$~ 10^8M_{\cdot}$，盘粘度为$α=0.1$的活动星系核，SN爆发的贡献可能与$α_{SNe} \simeq 0.02$一样大，只要$α\gtrsim 1.1$ .另一方面，在动量守恒极限，这是有效的，当由SN残留物的内部压力的推动是可以忽略不计的，我们发现$α_SNe \lesssim 6\times10^{-4}$。
2020-11-27 astro-ph.HE
Radiation GRMHD Simulations of the Hard State of Black Hole X-ray Binaries and the Collapse of a Hot Accretion Flow
我们提出了全球辐射GRMHD模拟强磁化吸积到一个旋转，恒星质量的黑洞在亚爱丁顿率。使用频率相关的蒙特卡罗程序康普顿散射，我们自洽地发展的离子-电子流体和它的辐射场的两个温度的描述。对于爱丁顿比$L/L_{\rm Edd} \gtrsim 10^{-3}$，从热康普顿化到$\simeq 100$ keV的截止，出现的光谱形成明显的幂律形状，这是黑洞X射线二元系统的硬光谱状态的特征。在这些亮度下，辐射效率高（$\approx 24\%$），并导致磁场在动态上重要的较密集的中平面区域。对于$L/L_{\rm Edd} \sim 10^{-2}$，我们的热吸积流似乎经历热失控和崩溃。我们的模拟表明，热吸积流可以辐射效率，并提供了一个估计其最大光度。
2021-09-13 astro-ph.HE
X-ray emission from hot accretion flows
低光度活动星系核中的热吸积流被广泛认为是一种相关的吸积模式。我们研究光谱形成在这样的流量使用一个完全广义相对论描述的辐射（轻子和强子）和流体动力学过程，以及全球康普顿化的精确治疗的改进模型。我们发现，X射线光谱指数-爱丁顿比的关系，以及在最好的研究对象中测量的截止能量有利于吸积流与相当强的磁场和弱的直接加热的电子。此外，它们需要比以前研究中考虑的更强的种子光子源。相对论电子的非热同步辐射似乎是最有可能提供足够通量的种子光子的过程。由于热流的基本性质而发生的强子过程，为这种电子的起源提供了一个有吸引力的解释。
2014-04-04 astro-ph.HE
Wind from the Hot Accretion Flow and Super-Eddington Accretion Flow
本文综述了热吸积流和超爱丁顿吸积流中风的理论与观测进展，指出风在活动星系核反馈中比喷流起更关键作用。
2024-08-29 astro-ph.HE
On the convective instability of hot radiative accretion flows
有多少在外边界的气体最终会落到黑洞上，这是一个重要的问题。它决定了吸积流的观测形态，也与黑洞质量和自旋的演化有关。以往对热吸积流的二维流体动力学模拟发现，热吸积流是对流不稳定的，因为它的熵向内增加。结果，质量吸积率向内减小，即，只有一小部分的吸积气体可以落在黑洞上，而其余的则在对流漩涡中循环或在对流流出中丢失。在这些模拟中，辐射通常被忽略。然而，在许多情况下，辐射冷却是重要的。在发光热吸积流（LHAF）的制度，辐射冷却甚至比粘性耗散更强。在一维情况下，这意味着熵的向内增加将变得更慢，或者在LHAF的情况下熵甚至向内减小。因此，我们预计，对流不稳定性变得更弱或完全消失时，辐射冷却是重要的。为了检验这一预期的有效性，在本文中，我们进行了二维流体动力学模拟的热吸积流与强辐射冷却。我们发现，与可忽略辐射的情况相比，对流只是稍微变弱。即使LHAF仍然是强对流不稳定的，它的吸积率的径向轮廓相应地变化不大。我们发现原因是在二维情况下熵仍然向内增加。
2010-06-11 astro-ph.HE
Can the viscosity in astrophysical black hole accretion disks be close to its string theory bound?
弦论和规范/引力对偶性表明，当hbar和k_B分别约化为普朗克常数和玻耳兹曼常量，且mu <= 1时，任何物质的剪切粘滞系数（eta）与熵密度（s）之比的下限为~ μ hbar/4 π k_B。基于此，我们探讨了黑洞吸积流中的eta/s，以了解这种奇异流是否可能是最低eta/s的自然场所。吸积流在黑洞物理学中起着重要的作用，它可以用来识别底层黑洞的存在。这是一种旋转剪切流，分子粘度不明显，但可能具有显著的湍流粘度，在流中产生传输、热量和熵。然而，在存在强磁场的情况下，磁应力可以通过著名的Blandford-Payne机制帮助输送与粘度无关的物质。在这种情况下，能量和熵通过欧姆耗散产生。此外，某些温度>~ 10^9 K的光学薄、热的吸积流可能有利于核燃烧，从而产生/吸收比恒星高得多的巨大能量。我们发现，当能量来源不是粘性效应时，如果吸积流被强磁场嵌入或产生核能，则其η/s接近理论所建议的下限。eta/s的下限也会导致流动雷诺数的上限。
2013-03-01 astro-ph.HE hep-th
Numerical simulations of cold clumps in the hot accretion flows around black holes
Xiamen University（厦门大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Shanghai Normal University（上海师范大学）；Chongqing University（重庆大学）
本文通过数值模拟研究了黑洞周围热吸积流中冷团块的形成与演化，发现团块初始向外移动并最终碎裂向内移动，结果与半解析模型一致。
2026-02-20 astro-ph.HE
Accretion disk dynamics: α-viscosity in self-similar self-gravitating models
目的：本文研究了α粘滞系数在自相似模型中对自引力盘的适用性，重点研究了活动星系核盘的自引力盘。研究方法：我们使用自相似的方法来简化所产生的偏微分方程的演化方程，然后使用数值标准程序求解。结果：我们找到了自引力α盘动力学演化的自相似解，并导出了有意义的物理量。在圆盘的开普勒部分，我们的模型与标准的定态α圆盘理论是一致的，并且在整个自引力区都是自洽的。整个盘的正吸积率需要高度的自引力。结合吸积率的时间下降和它的低量，该模型禁止大的中心质量的增长。结论：α粘滞度不能解释活动星系核中超大质量黑洞（SMBH）整个质量谱的演化。然而，考虑到所涉及的尺度，它似乎适合于模拟原行星盘。关键词：吸积，吸积盘，湍流，流体力学，方法：分析
2016-02-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Electron-positron pairs in hot plasma of accretion column in bright X-ray pulsars
由磁化中子星吸积提供能量的X射线星体的光度范围很广，超过几个数量级。最近发现的最亮的X射线天体是脉动超亮X射线源，其吸积光度达到$10^{40}\,{\rm erg\,s^{-1}}$以上，超过爱丁顿值十倍以上。大部分能量释放在吸积中子星的磁极附近的小区域内--在吸积柱中。由于在小体积的吸积柱中释放出极端的能量，明亮的X射线柱是宇宙中最热的地方之一，内部温度可以超过100 keV。在这些条件下，电子-正电子对的产生和湮灭过程可能是有影响的，但在吸积柱的理论模型中基本上被忽略了。在这封信中，我们调查的性质的气体的电子-正电子对的物理条件下典型的吸积柱。我们认为，对创建过程中可以至关重要地影响吸积过程的动力学和吸积柱的内部结构限制其内部温度，降低本地爱丁顿通量和增加气体压力。
2019-05-23 astro-ph.HE
Viscous Transonic Accretion Flows in Kerr Black Hole Geometry
本文利用伪克尔形式研究克尔黑洞周围垂直平衡黏性跨声速吸积流，揭示黏性对声点、激波位置与强度的影响，并指出QPO频率依赖于黑洞自旋，为旋转黑洞吸积流光谱计算提供了更简便方法。
2024-09-29 astro-ph.HE
Effects of anisotropic thermal conduction on wind properties in hot accretion flow
以前的工作已经清楚地表明了来自黑洞热吸积流的风的存在，并研究了它们的详细性质。在极低吸积率系统中，电子的碰撞平均自由程与系统的长度尺度相比是大的，因此热传导在动力学上是重要的。当存在磁场时，热传导是各向异性的，并且能量传输沿着磁场线。本文通过二维磁流体动力学模拟研究了各向异性热传导对热吸积流中风产生的影响。我们发现，热传导只有温和的风的质量通量的影响。但当考虑热传导时，由于风速的增加，风的能量通量可以增加$\sim 10$倍。风速的增加是因为当包括热传导时驱动力（例如气压梯度力和离心力）的增加。这一结果表明，热传导起着重要的作用，在确定风的性质。
2016-03-24 astro-ph.HE
Structuring the hot advective accretion flow, as a result interaction of plasma with magnetic field
本文提出了一个磁流体动力学模型，用于研究正常磁场中对流非定常、非对称的开普勒吸积盘。引入的模型使我们能够跟踪在不同的固定时刻的演化，并得到详细的描述的磁盘的自结构。我们已经引入了定义反馈的“会议系数”。它决定了非线性效应对流动结构的影响。我们已经获得了两个关键时刻的磁盘的径向结构的解决方案，其演变。
2014-08-18 astro-ph.HE
Inefficient Angular Momentum Transport in Accretion Disk Boundary Layers: Angular Momentum Belt in the Boundary Layer
本文对具有边界层（BL）的吸积盘进行了非分层三维MHD模拟，边界层在吸积盘的内径处具有持续时间为$\sim 1000$的轨道周期。我们发现了一个令人惊讶的结果，角动量在边界层中堆积，导致恒星表面的吸积物质快速旋转。储存在这个带的角动量随时间单调增加，这意味着在BL的角动量传输机制是低效的，不耦合吸积盘的恒星。这是尽管事实上，磁场平流到BL从磁盘和超声剪切不稳定性的BL激发声波。在我们的模拟中，这些波只携带稳态吸积所需的角动量的一小部分（$\sim 10 \%$）。利用解析理论和二维粘性模拟在$R-ϕ$平面，我们推导出一个分析准则带的形成发生在BL中的吸积盘的粘度的比例在BL中的粘度。我们的MHD模拟有一个无量纲粘度（$α$）在BL，至少是一个因素的$\sim 100$小于在磁盘。我们讨论了BL动力学和排放这些结果的影响。
2018-04-08 astro-ph.HE
Accretion around black holes: The geometry and spectra
对黑洞X射线双星和活动星系核的观测表明，围绕黑洞的吸积流是由热的和冷的气体组成的，理论上可以用热的几何厚的日冕位于冷的几何薄的盘的上面和下面，或者用内平流为主的吸积流连接到外薄盘来描述。本文综述了黑洞周围的吸积流，重点讨论了决定吸积气体热态和冷态构型的物理机制，以及这种构型如何随吸积速率而变化，从而产生各种光度和光谱。
2022-01-17 astro-ph.HE
Investigating disc-corona interaction in axisymmetric accretion disc models
研究扩展了盘蒸发模型，在二维轴对称流体动力学框架下模拟盘-冕相互作用，发现粘度主导蒸发强度、吸积率决定截断半径与光度，并验证了声学激波加热与温气体的存在。
2025-07-15 astro-ph.HE
Acceleration and Escape Processes of High-energy Particles in Turbulence inside Hot Accretion Flows
我们研究了热吸积流中高能粒子的加速和传播过程。磁旋转不稳定性（MRI）在吸积流内部产生湍流，从而触发磁重联并可能产生非热粒子。它们可以被湍流随机地进一步加速。为了探索这种相对论粒子的性质，我们进行磁流体动力学模拟，以获得由MRI产生的湍流场，并计算使用MRI湍流的快照数据的高能粒子的轨道。我们发现，粒子加速描述的扩散现象在能量空间中的扩散系数的硬球型：$D_ε\propto ε^2$，其中$ε$是粒子的能量。湍流最大尺度的涡旋在加速过程中起主导作用。另一方面，位形空间中的随机行为不是通常的扩散，而是超扩散：径向位移随时间的增加比正常扩散快。此外，热吸积流中的磁场配置产生了高能粒子的向外整体运动。对于更高能量的粒子，这种体运动比扩散运动更有效。我们的研究结果意味着，典型的活动星系核，主机热吸积流可以加速CR高达$ε\sim 0.1-10$ PeV。
2019-12-02 astro-ph.HE
On the isotropy of viscosity in accretion discs
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；Emmanuel College, Cambridge（剑桥大学伊曼纽尔学院）
本文通过X射线双星的长期观测，检验Ogilvie模型对吸积盘演化描述的准确性，发现粘性可能存在轻微非各向同性特征。
2026-05-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Possible origin of viscosity in the Keplerian accretion disks due to secondary perturbation: Turbulent transport without magnetic field
旋转剪切流中流体动力学湍流的起源是一个长期存在的难题。在天体物理学中，当流体角动量分布是开普勒型的，形成一个具有可忽略的分子粘性的吸积盘时，解决这个问题尤为重要。因此，在这样的系统中，任何粘度都是由湍流引起的，可以说是由磁旋转不稳定性决定的，特别是当温度T >~ 10^5时。然而，在静止的激变变星、原行星盘和恒星形成盘周围的盘，以及活动星系核中盘的外部区域，由于它们的温度低，电荷实际上是中性的，因此预计不会与磁场适当地耦合，从而由于磁旋转不稳定性而产生任何输运。这种流动类似于包括科里奥利力的平面库埃特流动，至少局部如此。当这种流动在线性流体动力学扰动下不表现出任何不稳定模式时，是什么驱动了它们的湍流，然后又驱动了它们的传输？我们证明了三维二次扰动对初始扰动流的触发椭圆不稳定性可能产生显著的湍流粘性，范围为0.0001 <~ ν_t <~ 0.1，以解释吸积流中的输运。
2011-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On turbulent viscosity in relativistic jets and accretion disks
湍流粘性的形成机制是湍流研究的核心问题。这也是吸积盘理论的情况，其中湍流被认为是吸积盘中角动量向外传输的原因。在湍流中，涡流在其长度尺度上传输动量，提供了由质量夹带控制的粘度机制。我们在前面已经提出了一个相对论性喷流在射电星系3C31的特殊情况下的夹带模型。在本文中，我们进一步约束模型参数。该模型（在非相对论部分）成功地测试与自由混合层的雷诺应力的实验和模拟数据，并预测Smagorinsky常数$C_\mathrm{S} \approx 0.11$，这是与剪切流$C_\mathrm{S} \approx 0.1-0.12$的实验范围一致。对于吸积盘，卷吸模型允许我们导出与Shakura \& Sunyaev的$α$模型相同的吸积质量速率，而不需要诉诸湍流运动粘度$ν_\mathrm{t}$，并且以$\displaystyle α= -\frac{8}{3} βs_\mathrm{T} \frac{\mathrm{v_t}^2}{c_\mathrm{s}^2}$形式导出的粘度参数$α$取决于沿盘半径的温度斜率的幂$s_\mathrm{T}$，$T\propto r^{s_\mathrm{T}}$，并且二次地取决于湍流速度$\mathrm{v_t}$。
2022-12-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
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
Implications of a viscosity bound on black hole accretion
受规范/引力对偶中粘性约束的启发，我们考虑了黑洞吸积流中剪切粘性（η）与熵密度（s）的比值。对于吸积到Kerr黑洞上的流体，我们同时使用理想气体状态方程和从晶格得到的QCD状态方程。考虑QCD状态方程，因为在某些热流中吸积物质的温度预计接近10^{12}K。我们发现，在这两种情况下的eta/s是小的，只有原始黑洞和几个数量级大于任何已知的流体恒星和超大质量黑洞。我们表明，原始黑洞的质量下限导致的eta/s的下限，反之亦然。最后，我们推测，Shakura-Sunyaev粘度参数应随密度和/或温度的增加而减小。
2012-02-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Accretion inside astrophysical objects : Effects of rotation and viscosity
本文研究恒星内部内寄生黑洞的吸积过程，建立考虑自转与黏性的通用框架，发现吸积可在部分白矮星中停滞并形成极区开口，但不会在中子星中停滞。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Contribution to AGN disk viscosity
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；National Astronomical Observatory of China（中国科学院国家天文台）
本研究探讨了活动星系核吸积盘中吸积修改的恒星对粘性的影响，通过两种情景分析揭示了AMS反馈在角动量传输中的作用。
2026-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Molecular dissipation in the nonlinear eddy viscosity in the Navier-Stokes equations: modelling of accretion discs
物理阻尼，关于非线性Navier-Stokes粘性流动动力学，是指张量湍流耗散项，归因于相邻的运动宏观流动分量。这些流体部分之间的相互耗散由动量方程中的制动项和能量方程中的加热项来描述，两者都负责动量变化的阻尼和机械能到热的粘性转换。宏观混合尺度长度是目前粘性流体动力学非线性建模所需的唯一特征长度，通过粘性应力张量中的运动粘度系数描述非线性涡流粘度，而不参考化学成分和原子尺寸。因此，本文提出了一种新的运动粘性系数对纳维-斯托克斯方程中湍流粘性物理耗散的表达式，其中也包含了分子参数。给出了二维试验结果，比较了二维无激波径向粘性输运和二维碰撞混沌湍流阻尼的流动结构。本文还讨论了低质量激变变星的三维吸积盘模型的应用。本文还讨论了在更严格的物理条件下运动粘滞系数的重新表述对稀气体导热系数的影响。这里报告的讨论的物理性质排除了数值模拟的纯数学方面的任何依赖性。
2013-01-01 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Circumbinary Disks: Accretion and Torque as a Function of Mass Ratio and Disk Viscosity
利用数值流体力学计算和一种新的密集采样参数空间的方法，我们测量了一个双星系统的吸积和扭矩从一个circumbinary盘。与以前的研究一致，我们发现，净扭矩的二进制是积极的质量比接近统一，吸积总是驱动器的二进制走向相等的质量。吸积变化敏感地依赖于数值汇处方，但扭矩和相对吸积到每个组件不依赖于汇的时间尺度。只有当质量比大于$0.05$时，才会出现正扭矩和高度可变的吸积。这意味着当质量比低于$0.05$时，双星会向内迁移，直到第二颗恒星吸积足够的质量，之后它会掉头向外迁移。我们探索了一系列的粘度，从$α= 0.03$到$α= 0.15$，并发现，这个向外的扭矩是成比例的粘性扭矩，简单地成比例的粘度在这个范围内。详细探讨了吸积和扭矩对质量比的依赖性，密集采样$0.01$和单位之间的质量比。对于质量比$q > 0.6$，吸积的变化被发现表现出一个独特的模式，通常与五个轨道周期，提供了一个“吸烟枪”预测可变类星体观察了很长一段时间，作为一个潜在的手段，以确认存在的二进制。
2020-07-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Hot Spots in Sgr A* Accretion Disk: Hydrodynamic Insights
我们星系的超大质量黑洞Sgr A* 的最新图像来自2017年4月7日事件视界望远镜合作的数据，显示其吸积盘中有多个热点。使用的分析框架，我们表明，所观察到的热点可能不是不相交的元素，但因果联系的组件（“花瓣”）的一个旋转的准静态宏观结构中形成的热涡场内的吸积盘。
2023-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Dynamics of Hot Accretion Flow with Thermal Conduction
本文的目的是探讨热吸积流在热传导作用下的动力学行为。热传导对热吸积流的重要性被围绕着Sgr A $^*$和其他几个附近星系核的热气体的观测所证实。在这项研究中，热传导的影响是研究它的饱和形式，是适当的弱碰撞系统。角动量传输被假定为粘性湍流的结果，并且$α$ -处方用于粘度的运动系数。在简化的一维模型中求解吸积流方程，该模型忽略了吸积流的纬度依赖性。为了解决综合方程的吸积流的动力学行为，我们使用了非定常自相似的解决方案。该解提供了对准球形吸积流动力学的一些见解，并避免了稳态自相似解的限制。与没有热传导的吸积流相比，圆盘通常变得更冷和更致密。这些属性是定性一致的模拟热吸积流。此外，角速度增加的传导的大小，而径向下降速度。在热传导存在的情况下，中心物体上的质量吸积速率减小。我们发现，粘度和导热对物理变量有相反的影响。此外，流动代表了一个跨音速点，该点随着传导或粘性的大小向内移动。
2011-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs: III. The Effects of Viscosity
本文通过二维粘性流体模拟研究AGN盘中双黑洞轨道演化，发现粘性提高吸积率并改变力矩与角动量传递，影响顺行与逆行双星的硬化、衰减和偏心率阻尼，揭示该过程的多因素复杂性。
2024-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
