A magnetically-supported disk-corona model for Changing-Look AGN transitions
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文学中心，波兰科学院）；Research Center for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（西里西亚奥帕瓦大学物理研究所计算物理与数据处理研究中心）；Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Space Research Centre, Polish Academy of Sciences（波兰科学院空间研究中心）
提出磁支撑盘冕模型，通过热-黏滞S曲线和时标计算，解释变脸活动星系核在数月到数年内发生的爱丁顿比率和转变时标，与五个源观测一致。
2026-06-25 astro-ph.HE
Radiation Pressure-supported Accretion Disks: Vertical Structure, Energy Advection, and Convective Stability
在球坐标系下，考虑到单位体积内粘性加热与对流冷却加辐射冷却的局部能量平衡，研究了辐射压支吸积盘的垂直结构.我们的解表明，圆盘的光球层靠近极轴，因此圆盘似乎非常厚。然而，密度的轮廓意味着大部分的吸积物质存在于赤道平面周围的中等范围内。我们发现，众所周知的多方关系之间的压力和密度是不适合描述的垂直结构的辐射压力支持的磁盘。更重要的是，我们发现，能量平流是显着的，即使是轻微的亚爱丁顿吸积盘。我们认为，不可忽略的平流可能有助于理解为什么标准薄盘模型可能是不准确的\sim 0.3爱丁顿光度以上，这是发现的一些工作对黑洞自旋测量。此外，解满足Solberg-Hoiland条件，这表明圆盘是对流稳定的。此外，我们讨论了我们的磁盘模型和超亮X射线源之间的可能联系。
2012-05-23 astro-ph.HE
Shock-free super-Eddington accretion onto magnetized neutron star
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本文研究磁化中子星在吸积柱高度超过磁层半径时的无激波超爱丁顿吸积，构建了完全亚声速的半解析解，并通过模拟验证，提出此类模式可解释非脉冲超亮X射线源。
2026-09-24 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
Non-linear Evolution of Rayleigh-Taylor Instability in a Radiation Supported Atmosphere
本文用数值方法研究了由两种不同密度的均匀流体组成的辐射支持大气中瑞利-泰勒不稳定性（RTI）的非线性区。我们进行模拟，使用我们最近开发的数值算法的多维辐射流体动力学的基础上实施的可变爱丁顿张量在雅典娜，专注于制度，散射不透明度大大超过吸收不透明度。我们发现，辐射场可以减少RTI的增长和混合速率，但这种减少是显着的，只有当辐射压力显着超过气体压力。在这种情况下，小尺度结构也被抑制。在非线性制度，密集的手指下沉速度比稀薄的气泡可以上升，导致界面的非对称结构。通过比较使用可变爱丁顿张量（VET）与爱丁顿近似的计算，我们表明，在辐射场的各向异性可以影响RTI的非线性发展显着。我们还研究了破裂壳的冷气加速强辐射压力，激发辐射驱动的超亮红外星系外流的模型。我们发现，当RTI的增长率小于加速时间尺度时，由于RTI的存在，被辐射场推开的气体量减少。
2012-12-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Radiation GRMHD Models of Accretion onto Stellar-Mass Black Holes: II. Super-Eddington Accretion
Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，Flatiron研究所）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（自然科学学院，高等研究院）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）；Department of Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学天文学系）；Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚理论天文学研究所，弗吉尼亚大学）；Michigan SPARC, Los Alamos National Laboratory（密歇根SPARC，洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Computational Physics and Methods, Los Alamos National Laboratory（计算物理与方法部门，洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本研究通过GRMHD模型分析超埃德顿吸积流，揭示辐射压力支撑厚盘、辐射驱动喷流及喷流对观测特征的影响，适用于多种天文系统。
2026-03-05 astro-ph.HE
Puffy accretion disks: sub-Eddington, optically thick, and stable
本文报道了在广义相对论中通过三维、全局、辐射磁流体力学模拟得到的一类新的黑洞吸积盘解。它结合了典型的薄、细长和厚磁盘模型的特征，但在关键方面与每一个模型都不同。我们希望这些新的解决方案，以提供一个更现实的描述黑洞磁盘比超薄磁盘模型。我们提出了一个非旋转黑洞在亚爱丁顿质量吸积率，$\dot M=0.6\,\dot M_{\rm Edd}$盘的解决方案。通过密度标度-高度测量，盘看起来很薄，在高度$h_ρ \sim 0.1 \,r$的赤道面附近有一个高密度的核心，但是大部分的流入通过一个高度平流、湍流、光学厚度的开普勒区域发生，该区域夹在核心之间，并且具有与半径$H \sim r$相当的几何厚度。吸积流体在很大程度上由磁场支撑在中平面上方，气体和辐射与磁压力之比为$β\sim 1$，这使得盘热稳定，即使辐射压力强烈地主导气体压力。从圆盘中发出的辐射有很大一部分被黑洞捕获，因此圆盘的亮度低于薄圆盘在相同吸积率下的亮度。
2019-09-25 astro-ph.HE
Radiation GRMHD Models of Accretion onto Stellar-Mass Black Holes: I. Survey of Eddington Ratios
本文使用全广义相对论辐射输运算法，调查了不同吸积率、自旋和磁场下的黑洞吸积流结构，发现超爱丁顿吸积辐射效率低，净磁通量影响近亚爱丁顿盘结构，并探讨了其在 X 射线双星和 JWST 小红点观测中的应用。
2025-09-12 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
Geometrically Thin Sub-Eddington AGN Accretion Disks show a suppressed Lyman Edge
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）
针对AGN观测缺乏理论预测的莱曼边问题，利用磁压主导的亚爱丁顿三维MHD吸积盘模拟，发现低密度导致莱曼边被抑制，为调和理论与观测提供了可能方案。
2026-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
H-AMR FORGE'd in FIRE I: Magnetic state transitions, jet launching and radiative emission in super-Eddington, highly magnetized quasar disks formed from cosmological initial conditions
本研究将宇宙学初始条件下形成的高磁化类星体吸积盘系统重映射到H-AMR代码开展三维模拟，发现盘内区发生磁态转变，驱动强风与相对论喷流，吸积率达5倍爱丁顿极限，辐射特征符合类星体观测结果。
2025-01-13 astro-ph.HE
Coexistence of Gravitationally Bound and Radiation Driven CIV Emission Line Regions in Active Galactic Nuclei
关于活动星系核（AGN）中高电离线（如CIV）发射区的运动学和结构，文献中存在着相互矛盾的观点。提出了两种宽发射线区（BELR）模型：外流和引力束缚BELR，并分别得到了CIV线蓝移和混响映射观测的支持。为了调和这两个明显不同的模型，我们提出了一个详细的CIV和MgII线之间的比较研究使用的样本从斯隆数字巡天活动星系。我们发现，CIV区域的运动学是不同的Mg II，这被认为是由重力控制。一个很强的相关性之间的蓝移和不对称的CIV配置文件和爱丁顿比。这为外流是由辐射压驱动的假设提供了强有力的观测支持。特别是，我们发现强有力的证据表明，CIV线区域主要是由流出在高爱丁顿比，而它主要是在低爱丁顿比的引力约束。我们的结果表明，这两个发射区共存于大多数活动星系核。这两种气体的发射强度随爱丁顿比以相反的方式平滑地变化。这一解释自然调和了先前研究中提出的明显矛盾的观点。最后，候选模型进行了讨论，可以解释这两个，增强外流发射和抑制正常的BEL，在活动星系核与高爱丁顿比。
2011-06-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Likely formation of general relativistic radiation pressure supported stars or "eternally collapsing objects"
霍伊尔和福勒证明了即使在牛顿引力下也可能存在辐射压支撑星（RPSS）。很久以后，米特拉发现人们也可以设想他们的广义相对论（GR）版本，“相对论辐射压力支持的恒星”（RRPSSs）。RPSS有$z\ll 1$，RRPSS有$z \gg 1$，其中$z$是表面引力红移。在这里，我们通过回顾收缩的大质量恒星在进入其{ \em光子球}时必须开始捕获辐射，来详细阐述RRPSS在持续引力坍缩过程中的形成。结果发现，无论收缩过程的细节，捕获的辐射通量应达到相应的爱丁顿值在足够大的$z\gg 1$。这意味着在具有$z=\infty$的真正BH状态渐近形成之前，持续的GR塌缩可能产生具有$z\gg 1$的中间RRPSS。一个令人兴奋的结果是，恒星质量的黑洞候选者，在目前的时代，应该是夸克-胶子等离子体的热球，正如罗伊曾在最近的一篇题为“{ \it QCD反对黑洞？} ".
2010-04-21 astro-ph.HE gr-qc
Radiation and Magnetic Pressure Support in Accretion Disks around Supermassive Black Holes and The Physical Origin of the Extreme Ultraviolet to Soft X-ray Spectrum
本文通过三维辐射磁流体动力学模拟揭示超大质量黑洞吸积盘的压致支撑机制，并解释极紫外至软X射线幂律连续谱源于会聚流中的整体康普顿化。
2025-05-14 astro-ph.HE
Optically thin outbursts of rotating neutron stars can not be spherical
我们调查的三维相对论轨道的测试粒子在一个缓慢旋转的紧凑型恒星的时空中，重力和强大的，近爱丁顿辐射场的综合影响下。虽然在静态情况下，悬浮在恒星表面上方的球对称物质壳层可以在有效力的径向平衡位置形成，但对于旋转恒星来说，情况并非如此。在后一种情况下，非静态时空中的运动和强辐射拖曳力的影响之间的相互作用打破了对称性，将粒子推向赤道平面。结果，从中子星表面喷射出的物质的膨胀球壳在短时间内坍缩成一个由辐射支撑的稳定的赤道环。这些发现对发光中子星爆发期间光学薄流出物的几何形状具有影响。
2019-07-25 astro-ph.HE
A deficit of ultraluminous X-ray sources in luminous infrared galaxies
我们介绍了钱德拉对17个邻近的（D_L<60 Mpc）亮红外星系（LIRG）样本中的超亮X射线源（ULX）的研究结果，这些星系的恒星形成率（SFR）超过7 M_sun/年，前景星系柱密度低（N_H < 5*10^20 cm^-2）。共检测到53个ULX，我们确认这是LIRG样品ULX的完整目录。我们通过将单个天体的光谱叠加在三个光度箱中来研究ULX光谱随光度的演化，发现在光度约为2 *10^39 erg s^-1时光谱指数发生了明显的变化。这可能是10 M太阳黑洞从~爱丁顿吸积区过渡到超爱丁顿吸积区时光谱的变化，并得到了在发光ULX光谱上印刻的部分电离吸收的合理探测的支持（L_X ~5*10^39 erg s^-1）CX1024238.9 -000055，这与我们预期看到的由超级爱丁顿吸积流驱动的高度电离的大质量风相一致。该样本显示，每单位SFR检测到的ULX数量存在较大不足（0.2个ULX M_sun^-1 yr^-1）。这种赤字也表现为一个较低的差分X射线光度函数归一化的LIRG样品比其他恒星形成星系的样品。我们表明，这是不可能的，这种赤字是一个纯粹的观察效果。这种缺陷的部分原因可能是LIRG的高金属含量阻碍了ULX的生产效率和/或恒星形成开始和ULX生产之间的滞后;然而，我们认为，证据-包括非常低的N_ULX/L_FIR，在LIRG的中心区域，ULX的发生率甚至更低--这一缺…
2014-10-06 astro-ph.HE
Variable opacity and accretion-column regimes of magnetized neutron stars
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本文研究磁化中子星吸积柱的不同状态，提出确定临界吸积率的方法，并发现有效冷却与对流解共存区域，其振荡可能与观测到的准周期振荡相关。
2026-09-24 astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Slowly Transient Appearance
在活动星系核（AGN）的超大质量黑洞（SMBH）的吸积盘中存在着致密天体，在这样的致密环境（$\sim 10^{14}\,{\rm cm^{-3}}$）中，它们将形成一种新的恒星群体，称为吸积修正星（AMS）。这一假设得到了最近LIGO/Virgo探测到的超大质量恒星双星黑洞（BH）合并的支持。我们表明，TZO将被捕获的SMBH盘在一个典型的活动星系核的寿命。在SMBH盘的背景下，BHD上的Bondi吸积速率是$\sim 10^{9}L_{\rm Edd}/c^{2}$，其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度，$c$是光速。从超爱丁顿吸积发展的外流强烈影响的Bondi球，并诱导幕式吸积。我们发现，超爱丁顿吸积将停止后的吸积间隔$t_{\rm a}\sim 10^{5}m_{1}\,$ s，其中$m_{1}=m_{\bullet}/10\sunm$是BH质量。在$t_{\rm a}$期间积累的外流动能相当于10颗超新星驱动邦迪球爆炸并产生冲击波。我们证明了由冲击波加速的相对论电子产生的同步辐射耀斑在软X射线波段（$\sim 0.1\,$ keV）达到峰值，这对典型射电宁静类星体的射电、光学、紫外和软X射线辐射有重要贡献。电子的外部逆康普顿散射在$40\,$ GeV附近达到峰值，并且可以通过{ \it Fermi}-LAT检测到。耀斑随$t^{-6/5}$衰减几个月，将表现为缓慢变…
2021-04-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
The cooling rate of neutron stars after thermonuclear shell flashes
中子星上的热核壳闪光被探测为明亮的X射线爆发。传统上，它们的衰减用指数函数建模。然而，这并不是理论所预测的。在没有明显的核燃烧时，在爱丁顿极限以下的光度的函数形式是幂律。我们测试了指数和幂律函数形式对最好的数据：突发测量与高通量正比计数器阵列（PCA）上的罗西X射线定时探测器。我们选择了35个“干净”和普通（即，短于几分钟）的爆发，这些爆发来自14颗不同的中子星，它们1）显示出大的光度动态范围，2）受吸积盘扰动的影响最小，3）缺乏通过rp过程的长时间核燃烧。我们确实发现，对于每一个突发的幂律是一个更好的描述比指数函数。我们还发现，衰减指数是陡峭的，平均为1.8，并为每个爆发不同。这可以通过简并电子和光子对点燃层的比热容的贡献以及由于密度和温度的不透明度变化而导致的Stefan-Boltzmann定律的偏差来解释。对这一解释的详细验证产生了不确定的结果。虽然衰变指数的值是一致的，但模型计算不支持它随爆炸时间尺度（作为点火深度的代表）和时间的变化。
2013-12-18 astro-ph.HE
Crucial role of neutron diffusion in the crust of accreting neutron stars
观测到的静止状态下瞬间吸积的中子星的温度通常被认为是由地壳深部加热支持的，与地壳中的非平衡放热反应有关。传统上，这些反应是通过考虑核演化受压缩的吸积物质的研究。在这里，我们表明，这种方法有一个基本的弱点，即在某些地区的地壳内的保守力，适用于物质成分（核和中子），是不是在机械平衡。原则上，力平衡可以通过耗散力来恢复，然而所需的扩散通量与爱丁顿吸积时的重子总通量在同一量级。我们认为，在现实的增生地壳模型中，应该考虑中子在内壳的再分布。
2020-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The nature of very-faint X-ray binaries: Near-infrared spectroscopy of 1RXH J173523.7$-$354013 reveals a giant companion
本文通过近红外光谱研究极暗X射线双星J1735，发现其伴星为巨星，提出其可能是一个供体星溢出洛希瓣的宽双星系统，并推测其会周期性发生接近爱丁顿极限的明亮爆发。
2023-11-25 astro-ph.HE
MESA-QUEST: Tracing the formation of direct collapse black hole seeds via quasi-stars
Yale University（耶鲁大学）；Illinois State University（伊利诺伊州立大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
MESA-QUEST通过建模准星体探索直接坍缩黑洞种子的形成机制，发现饱和对流可使黑洞质量占比达0.55M_*，但强辐射风可能抑制其生长。
2026-01-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
