A Survey of Disc Thickness and Viscosity in Circumbinary Accretion: Binary Evolution, Variability, and Disc Morphology
大部分的参数空间有关的天体物理学的环双星吸积盘的演变仍然没有探索。我们已经进行了一套circumbinary光盘模拟调查光盘厚度和运动粘度,使用恒定的$ν$和恒定的$α$处方。我们主要关注$0.1$和$0.033$之间的圆盘纵横比,以及$ν=0.0005$和$ν=0.008$之间的粘度(以二进制半长轴和轨道频率为单位),并专门研究圆形等质量二进制。这两个因素都强烈影响着二元半长轴的演变:在$ν=0.0005,$,吸气发生在纵横比$\lesssim0.059$,而在$ν=0.004$,吸气只发生在纵横比$\lesssim0.04$。吸气的发生主要是因为越来越强的负扭矩上的二进制流的材料落后的二进制,与可以忽略不计的贡献,从共振扭矩激发的circumbinary光盘。我们发现,减少吸积率发生时,模拟初始化太远,从最终的准稳态驱动的相互作用与二进制,而不是内在联系的光盘纵横比。我们发现,不仅腔的大小增加,粘度降低,但薄circumbinary光盘变得更加偏心。我们的研究结果表明,超大质量黑洞双星应该被驱动,比以前的估计更快,从$\sim$秒差距的距离,引力波驱动他们的inspiral,可能会减少脉冲星定时阵列可观测到的双星的数量。
2022-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Spectral Appearance of Self-gravitating Disks Powered by Stellar Objects: Universal Effective Temperature in the Optical Continuum and Application to Little Red Dots
Princeton University(普林斯顿大学);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);Flatiron Institute(平顿研究所)
研究自引力盘的光谱特征,发现其具有通用有效温度,可解释小红点的光学连续体特性,并提出盘Hayashi极限对盘光谱温度的影响。
2026-05-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Migration of massive black hole binaries in self--gravitating accretion discs: Retrograde versus prograde
研究了在自引力逆行环双星盘中迁移的黑洞双星的质量传递、吸积和引力矩之间的相互作用。直接比较与一个完全相同的双折射盘表明:(i)由于没有共振,腔的大小是一个因素a(1+e)小逆行盘;(ii)尽管如此,收缩的圆形二进制的半长轴,a,是相同的,在这两种情况下;(iii)一个圆形的二进制逆行盘仍然是圆形的,而偏心的二进制变得更加偏心。对于非圆双星,我们测量了轨道衰减率和偏心率增长率的指数,只要双星轨道在其盘平面内。此外,对于这些共面系统,我们发现,相互作用(~非零扭矩)源于仅从腔边缘加上a(1+e)在光盘,即为动力学的目的,光盘可以被视为一个小的径向范围的环。我们发现,简单的“尘埃”模型,其中的二进制盘的相互作用是纯粹的引力可以占所有主要的数值结果,无论是对逆行和逆行盘。此外,我们还讨论了高偏心双星发生不稳定性的可能性,使它离开盘平面,长期倾斜和收敛到一个椭圆系统。结果表明,自引力盘中双星存在两种稳定的构型:一种是特殊的圆形逆行构型,另一种是偏心(e~ 0.6)的椭圆形构型。
2013-07-24 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the Viscosity and Magnetic Field in Hot Accretion Flows around Black Holes
研究了低光度活动星系核(LLAGN)中热吸积流的粘滞系数和磁场参数的大小。理论研究表明,一个几何薄,光学厚盘截断质量吸积率小于一个临界值的质量垂直蒸发从磁盘的日冕,截断区域所取代的平流为主的吸积流(ADAF)。这种截断的临界吸积率是粘性和磁场的函数。对文献中发表的一些LLAGN的X射线光子指数和光谱拟合的观测分别提供了临界质量吸积率和截断半径的估计。通过将观测结果与理论预测进行比较,估算了热吸积流区的粘滞系数和磁场参数。具体而言,质量吸积率推断在不同的来源约束的粘度参数,而截断半径的磁盘,从光谱拟合推断,进一步约束的磁场参数。据发现,在电晕/ADAF的粘度参数的值的范围从0.17到0.5,与值聚集约0.2-0.3。磁压力所需的相对较小的截断半径的一些LLAGN和被发现是一样高的气体压力的均分值。粘度参数的推断值与恒星质量黑洞X射线瞬态非定常吸积的观测结果一致。这种一致性提供了支持的范例,一个几何薄盘截断的质量蒸发过程中,从磁盘的日冕在低质量吸积率。
2013-06-25 astro-ph.HE
Self-similar solution of hot accretion flow: the role of kinematic viscosity coefficient
我们调查的热吸积流的流入风结构的运动粘度系数的依赖性。在这方面,我们提出了一个模型的运动粘度系数来模仿的行为的磁旋转不稳定性,并会在旋转轴上最大。然后,我们比较我们的模型与其他两个处方的吸积流的数值模拟。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。在径向上也采用了自相似方法。计算了三种运动粘度公式模型的来流和风的速度、密度、角动量等特性。通过检验,我们发现,在我们提出的模型中,风的效率低于其他两个模型,以提取角动量向外的自相似解决方案的应用。所得解可用于热吸积流的流体动力学数值模拟。
2021-06-11 astro-ph.HE
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
Theoretical model of hydrodynamic jet formation from accretion disks with turbulent viscosity
我们发展的理论模型的解析描述的流体动力射流从原恒星盘采用Beltrami-Bernoulli流配置盘喷流结构。为此,我们扩展了标准的湍流粘度处方,并推导出几类解析解使用自相似变量的流动参数化。导出的解决方案描述的磁盘喷流结构,其中第一次喷射性能分析与性能的吸积盘流。射流的喷射速度与吸积速度之比由湍流参数控制,而喷射速度随局部声速和射流发射半径的减小而增大。导出的解可用于分析原恒星吸积盘的天体物理喷流,并将喷流的性质与吸积盘流的局部观测性质联系起来。
2019-06-22 astro-ph.HE
Hydrodynamical wind on vertically self-gravitating ADAFs in the presence of toroidal magnetic field
我们提出了一个流体动力风的结构和表面温度的垂直自引力磁化ADAF使用自相似的解决方案。此外,一个轴对称的,稳态的,垂直自引力热吸积流螺旋的环形磁场已制定的模型。该模型基于湍流粘度的$α-$公式。结果表明,随着风力的增强,圆盘的厚度和径向速度显著减小。特别地,解表明风和平流对圆盘的结构具有相同的影响。我们还发现,在光学薄ADAF变得更热,包括风参数和自引力参数。
2015-11-11 astro-ph.HE
Role of Viscosity and Cooling in Hydrodynamic Simulation of Two Component Accretion Flow (TCAF) around Black Holes
对同时存在粘性和冷却效应的黑洞吸积流进行了数值模拟。我们假设$α$在赤道平面上最大,在垂直方向上逐渐下降,而不是在整个模拟网格中使用恒定的$α$参数。我们表明,当注入的亚开普勒流角动量足够高和/或粘度和冷却足够高时,将形成双组分{ \bf吸积}流(TCAF),否则子开普勒流将保持子开普勒。我们看到在赤道平面上产生了一个开普勒圆盘。时间变化的总,开普勒和次开普勒物质的研究相对于各种流动参数。
2013-10-08 astro-ph.HE
Dissipative advective accretion disc solutions with variable adiabatic index around black holes
采用变绝热指数状态方程和多组分流体模型,研究了粘性和冷却条件下黑洞的吸积问题。得到了存在粘性和冷却时吸积流的运动常数--广义伯努利参数的表达式。我们得到了各种边界条件,粘性参数和吸积率的所有可能的跨音速解决方案。我们用广义Bernoulli参数和视界角动量的参数空间中的位置来确定解。我们证明了受冲击的溶液比无冲击的溶液更亮。对于特定的能量和粘性参数,我们得到了$10^{-4}-1.2$ × Eddington极限范围内的吸积盘亮度,并且辐射效率似乎也随着质量吸积率的增加而增加.我们发现稳态冲击的解决方案,即使是高粘度参数,高吸积率,并为广泛的组合物的流量,从纯粹的电子质子轻子为主的吸积流。然而,类似于早期的无粘流的研究,吸积激波没有得到电子-正电子对等离子体。
2014-07-31 astro-ph.HE
On the physical nature of accretion disc viscosity
我们使用完善的观测证据得出结论的基本性质的粘度吸积盘。为此,我们首先总结了由Shakura和Sunyaev(1973,1976)定义的无量纲吸积盘粘性参数$α$值的观测证据。我们发现,对于完全电离光盘,$α$的值是很容易服从可靠的估计和观察是一致的假设,$α\sim 0.2 - 0.3$。相反,在未完全电离的椎间盘中,$α$值的估计通常不太直接,获得的值通常为$ < 0.01$,通常为$ \ll 0.01$。我们的结论是,这给了我们至关重要的信息的性质粘度吸积盘。首先,在完全电离的圆盘中,湍流的强度总是受到最多跨音速的限制。这意味着,有必要让可信的湍流模型反映这一事实。第二,较小的值的$α$发现较少的电离,因此不太强的传导,光盘意味着磁性起着主导作用。这为磁旋转不稳定性(MRI)驱动的磁流体湍流的概念提供了重要的观测支持。
2019-01-06 astro-ph.HE
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
Effect of magnetic fields on the dynamics and gravitational wave emission of PPI-saturated self-gravitating accretion disks: simulations in full GR
本文通过全广义相对论磁流体力学模拟,研究磁场对自引力吸积盘中 PPI 饱和态及引力波辐射的影响,发现 MRI 会抑制 PPI 模式并显著缩短各探测器的最大可探测距离。
2023-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Accretion disc viscosity: what do warped discs tell us?
标准的平面吸积盘通过耗散机制运行,通常被认为是湍流,并且通常被建模为粘性。这起到从径向剪切中获取能量的作用,使得质量和角动量能够在径向方向上流动。在以前的论文中,我们讨论了这种粘度的大小的观测证据,并指出这些值和数值模拟中获得的值之间的差异。在本文中,我们讨论的耗散效应的大小,在非平面盘,既转移和消除非平面性的观察证据。根据Ogilvie(1999)的模型,假设小尺度、各向同性的粘性,给出了完全电离盘的排列时间尺度,与观测相比,这显然太短了几倍,尽管我们强调需要更详细的计算以及更严格的观测约束来验证这一结论。对于具有低温和电导率的盘,我们发现基于各向同性粘度的盘对准的时间尺度太短了大约两个数量级。这个巨大的差异表明,我们的理解在静态光盘的粘度目前是不够的。
2013-02-26 astro-ph.HE
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
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
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
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 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 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
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
Little Red Dots as self-gravitating discs accreting on supermassive stars: Spectral appearance and formation pathway of the progenitors to direct collapse black holes
Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);Center of Gravity, Niels Bohr Institute(引力中心,尼尔斯·玻尔研究所);Department of Astrophysics, University of Zurich(苏黎世大学天体物理学系)
小红点被解释为由星系合并形成的自引力盘吸积的超大质量恒星,其光谱特征与黑洞形成过程相符。
2026-03-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Review: Accretion Disk Theory
本文回顾和讨论了吸积盘的基本概念,特别是围绕黑洞的吸积盘的情况。著名的阿尔法模型进行了重新审视,显示模型的优点和缺点。其他湍流粘度处方,雷诺数的基础上,可能会提高我们的理解的吸积范例进行了讨论。一个简单而有效的数学模型的自引力吸积盘,以及这些对象的观测证据,也包括在内。
2012-03-30 astro-ph.CO 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
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
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
Viscous Dark Energy Accretion Activities : Sonic Speed, Angular Momentum and Mach Number Studies
本文研究了暗能量粘性吸积的不同吸积性质。我们选择改性的Chaobergin气体作为暗能量的候选者。粘度是在Shakura-Sunyaev粘度参数的帮助下得到的。我们研究声速与径向距离曲线。我们比较绝热和暗能量占主导地位的情况下,并遵循声速下降,因为我们去接近中央引力对象。当粘性被施加时,吸积声速的阈值下降随之而来。吸积声速的平均下降率随黑洞的旋转而增加。这意味着这种吸积正在削弱整体物质/能量的注入。发现当我们远离黑洞时,特定角动量与开普勒角动量之比下降。吸积马赫数在我们向内部区域移动时变高,而在我们向外移动时不允许有大风马赫数。综合起来,我们得出结论,该系统削弱了吸积的喂养过程。
2021-08-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
Self-gravitating collapsing star and black hole spin-up in long gamma ray bursts
本研究针对长伽马射线暴起源的大质量旋转恒星坍缩场景,构建自引力坍缩星的广义相对论磁流体动力学模型,探究自引力、磁场等对黑洞演化及吸积光变的影响,发现引力不稳定性在坍缩星内层作用显著。
2023-04-03 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