Time Dependence of Advection Dominated Accretion Flow with a Toroidal Magnetic Field
本文研究了环形磁场作用下平流主导吸积流（ADAF）的自相似演化。在本研究中，假设角动量输运是由于粘性湍流和$α$ -处方的运动学粘性系数。为了求解控制吸积流动力学行为的积分方程，采用了自相似解。结果表明，动态ADAF中的物理量行为不同于定常吸积流和多方近似的圆盘。该解决方案表明，在所有选定的平流参数的吸积流的跨音速点。此外，通过增加磁场的强度和平流的程度，盘的径向厚度减小和盘压缩。该模型意味着流动具有微分旋转，并且在小半径处是次开普勒，而在大半径处是超开普勒。
2011-10-19 astro-ph.HE
Instability of Non-uniform Toroidal Magnetic Fields in Accretion Disks
本文提出了一种新的不稳定性，这种不稳定性将在吸积盘中由纯环形磁场驱动磁流体动力学（MHD）湍流。已知在差动旋转系统中，均匀环形磁场在非轴对称和垂直扰动下由于磁旋转不稳定性（MRI）而不稳定，而在纯垂直扰动下稳定。与以前的研究相反，本文提出了一种完全局限于赤道平面的不稳定模式，驱动下的非均匀环向场的磁压梯度力的膨胀性质。这种增长的本征模的基本性质，我们给了一个名字“磁梯度驱动的不稳定性”，研究使用线性分析，相应的非线性演化，然后研究使用二维理想MHD模拟。虽然一个单一的本地化磁场通道单独不能提供足够的麦克斯韦应力显着贡献的角动量输运，我们发现，多个本地化磁场通道下相邻的环形场之间的模式耦合急剧产生一个高度湍流状态，并导致增强的角动量输运，在以前的研究中看到的效率在MRI。这种水平受限模式可能通过与环形MHD的互补生长和与磁重联的耦合在MRI的饱和中起重要作用。
2016-03-15 astro-ph.HE
Quasi-periodic oscillations, trapped inertial waves and strong toroidal magnetic fields in relativistic accretion discs
本文通过局部和全局线性分析，发现强环向磁场可减弱垂直磁场的不利影响，恢复r-modes俘获区与ISCO的隔离，表明磁场对俘获惯性模式的负面影响小于此前预期。
2018-11-07 astro-ph.HE
The effects of toroidal magnetic field on the vertical structure of hot accretion flows
求解了考虑环形磁场分量的光学薄黑洞吸积流的二维磁流体动力学方程组。通过对黑洞吸积盘的整体和局部MHD模拟，将吸积盘内的磁场分解为大尺度场和涨落场。通过通常的$ α$描述来描述涨落磁场在传递角动量和耗散能量中的作用。在球坐标系的$ r-θ$平面内，采用稳态假设和径向自相似近似求解了磁流体动力学方程。我们发现，随着赤道面处磁场的增加，由粘性引起的加热减小。另外，由粘性耗散产生的最大加热量在盘的中平面处，而由磁场耗散产生的加热量在盘的表面处。我们的主要结论是，在无外流解的条件下，强磁场在盘的赤道面上仍然存在热平衡。
2017-12-04 astro-ph.HE
Structure of Advection-Dominated Accretion Disks with Outflows: Role of Toroidal Magnetic Field
本文的主要目的是研究在粘性和磁场分别引起的湍流粘性和扩散的情况下，环形磁场对平流主导吸积流（ADAF）结构的影响。利用径向自相似假设求解热吸积盘的磁流体动力学方程。我们使用球坐标$ (r, θ, φ) $来求解我们的方程。我们考虑了磁场的环向分量，并给出了速度场$ \mathbf{v}\equiv (v_{r}, v_θ, v_φ) $的三个分量。我们减少了方程组的一组微分方程$ θ$和应用对称边界条件在赤道平面的磁盘。结果表明，在一定的倾角$ θ_{0} $下，径向速度为正值的流出区总是存在的。结果表明，磁场越强，$ θ_{0} $的倾角越小。这意味着与非磁化磁盘相比，磁化磁盘更薄。根据\citealt{jw}的工作，我们可以定义三个区域。第一个区域称为流入区，从圆盘中平面开始到一定倾角$ θ_0 $，其中$ v_{r}(θ_{0}) = 0 $。在这个区域，速度为负值，吸积物质向中心物体移动。流出区域，其中$ v_{r}(θ) > 0 $，被放置在$ θ_{0} $和盘表面$ θ_{0} < θ< θ_{s} $之间。在这个区域，吸积流远离中心物体。第三个区域位于圆盘表面和极轴之间，称为风区。
2013-10-22 astro-ph.HE
Vertically Self-Gravitating ADAFs in the Presence of Toroidal Magnetic Field
由于在垂直方向上的磁盘的自引力的力被认为是研究其可能的影响的磁化对流为主的吸积盘的结构。我们提出了这种吸积流的动力学结构的稳态自相似解。我们的解决方案意味着减少厚度的光盘，因为自重力。这也意味着增加磁场强度会增加磁盘的厚度。
2011-10-13 astro-ph.HE
Large-Scale Poloidal Magnetic Field Dynamo Leads to Powerful Jets in GRMHD Simulations of Black Hole Accretion with Toroidal Field
吸积黑洞（BH）发射相对论准直喷流，在几十年的亮度和质量，这表明喷流发射机制是普遍的，强大的和无标度。理论模型和广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟表明，大尺度极向磁通量是形成喷流的关键因素。然而，它的起源是不确定的，也不知道它是否可以在原地产生或从周围介质中向内拖动。在这里，我们使用GPU加速GRMHD代码H-AMR研究全球三维BH吸积异常高的分辨率更典型的本地剪切盒模拟。我们证明，在径向扩展的吸积盘湍流可以产生大规模的极向磁通量原位，即使从一个纯粹的环形磁场。磁通量在黑洞周围积累，直到它变得具有动力学重要性，导致磁制动盘（MAD），并发射比吸积流更强大的相对论喷流。喷流功率超过以前的GRMHD环向场模拟的10，000倍。喷流没有表现出明显的扭结或箍缩不稳定性，在30年的距离内加速到$γ\sim 10$，并遵循与观察到的M87喷流相似的准直轮廓。
2022-08-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Strongly magnetized accretion discs require poloidal flux
受黑洞周围强磁化吸积盘的间接观测证据以及这种解的新理论性质的启发，我们研究了强磁化状态如何发展和持续。为此，我们进行本地模拟的吸积盘最初纯粹的环形磁场的均分强度。我们证明了零净垂直磁通量和现实的边界条件的磁盘不能维持一个强大的环向场。然而，一个磁压力主导的磁盘可以形成从一个初始配置与足够的净垂直通量和现实的边界条件。我们的研究结果表明，极向通量是强磁化吸积盘的可持续性的必要前提。
2016-05-18 astro-ph.HE
What really makes an accretion disc MAD
黑洞（BH）周围的磁制动吸积盘（MAD）有可能刺激产生强大的喷流，并解释了最近的超高分辨率观测BH环境。它们的主要特性通常归因于整个被捕区域动态显著的净磁（垂直）通量的积累，然后由交换不稳定性调节。在这里，我们建议，而不是它主要是一个动态的重要{ \it toroidal}字段-发电机动作的结果，触发的显着，但仍然相对较弱的垂直场-定义和调节属性的MAD。我们建议，快速对流样的不稳定性，涉及交换的环形通量管和操作同时与磁旋转不稳定性（MRI），可以调节光盘的结构和逃逸的净通量。我们概括的对流稳定性标准和光盘结构方程，包括一个强大的环形场的影响，并表明对流流动可以被驱动到两个不同的边缘稳定的状态，其中之一，我们与MAD。我们确认我们的理论模型的可扩展性，通过比较其定量预测模拟的MAD和SANE（强磁化，但不是“逮捕”）光盘，并提出了一套标准，可以帮助区分MAD从其他吸积状态。与文献中先前的说法相反，我们认为MRI在MAD中不受抑制，并且可能是强环向场存在的原因。
2022-02-14 astro-ph.HE
Reversals of toroidal magnetic field in local shearing box simulations of accretion disc with a hot corona
本文通过三维磁流体剪切盒模拟研究热冕吸积盘中磁场演化，首次发现平均环向磁场随时间完全反转并主要局限于盘内，有效α值介于0.01至0.03，并比较了不同粘滞处理方案对α行为的影响。
2024-10-21 astro-ph.HE
Proto-jets configurations in RADs orbiting a Kerr SMBH: symmetries and limiting surfaces
环形吸积盘（RAD）是一种由完美流体环围绕一个中心吸引子旋转的凝聚体，这种凝聚体可能在复杂物质流入活动星系核时产生。我们集中我们的分析轴对称吸积环面轨道在赤道平面的超大质量克尔黑洞，平衡配置，可能的不稳定性，和演化序列的RAD在我们以前的工作进行了讨论。在目前的工作中，我们讨论了特殊的不稳定性有关的开放等势面管理的材料漏斗出现在不同地区的RAD，位于两个或两个以上的个人之间的环形配置的团聚。这些开放结构可能与原始喷流有关。边界限制面被突出显示，连接的紧急情况下的射流与黑洞无量纲自旋的不稳定性。这些不稳定性在观测上对活动星系核具有重要意义，它们与从绕超大质量黑洞运行的多个RAD环面中出现的喷流物质有关。
2018-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Thermal instability of thin accretion disks in the presence of wind and toroidal magnetic field
研究了薄吸积盘的局域热稳定性。我们提出了一个完整的稳定性分析中存在的磁场，更重要的是风。对于风，我们使用适合于充分描述几种风的一般模型。首先，我们明确表明，磁场，风的类型无关，有一个稳定的效果。在没有风的情况下也是如此。在这种情况下，我们确认其他作品已经在文献中。然而，我们的主要目标是调查当地的磁盘在风的存在下的热稳定性。在这种情况下，有趣的是，圆盘的响应与风的类型直接相关。换句话说，在某些情况下，风可以稳定磁盘。另一方面，在某些情况下，它可能会破坏磁盘的稳定性。我们发现，在一些薄磁盘模型的磁压力不能解释磁盘的稳定性，包括一个典型的贡献磁压力，风可以提供一个可行的解释的热稳定性。
2019-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Kinetic axi-symmetric gravitational equilibria in collisionless accretion disc plasmas
本文对致密天体周围吸积盘中的动力学平衡作了理论处理，在这种情况下，等离子体可以被认为是无碰撞的。等离子体被假定为轴对称的，并采取行动的引力场和电磁场，在本文中，被认为是特殊的情况下，磁场承认一个家庭的环形磁表面，这是局部相互嵌套和封闭。指出存在以广义双麦克斯韦分布函数为代表的渐近动力学平衡，其特征主要是环向微分转动和温度各向异性。据证实，这种类型的动力学平衡可以存在，能够维持环形和极向电流密度，后者是通过有限的Larmor半径与温度各向异性的影响。这导致存在新的动力学效应的可能性-在此称为\textquotedblleft动力学发电机效应\textquotedblright \ -导致即使通过静止等离子体也能自生成环形磁场，而不需要任何净径向吸积流。详细讨论了这些平衡点的产生条件、基本理论特征和物理性质。
2010-06-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Instability in strongly magnetized accretion discs: A global perspective
我们研究强磁化吸积盘在全球范围内的性能，特别侧重于磁流体动力学不稳定性，如磁旋转不稳定性（MRI）的演变。Pessah和Psaltis的工作表明，MRI在可压缩、差动旋转流中超过临界环向场是稳定的，并且还报告了在该场之外出现的两种新的不稳定性。他们的结果源于考虑由于超热背景环向场的几何曲率效应，这在弱场研究中以前被忽略了。然而，他们的计算是在局部近似下进行的，由于在局部框架中引入了全局几何项，因此存在引入虚假行为的危险。为了避免这种情况，我们进行了整体特征值分析的线性磁流体方程在圆柱几何。我们证实，MRI确实倾向于高度抑制时，背景环向场达到Pessah-Psaltis限制。我们还观察到两个新的不稳定性，出现在存在高度超热环形场的外观。这些结果还验证了PLUTO中的数值模拟。然而，局部和全局结果之间存在一定的差异，特别是在各种不稳定性的垂直波数方面，我们将详细讨论。我们还研究了最不稳定的模式在超热制度，这是不可访问的本地分析的全球本征函数。总的来说，我们的研究结果强调了全球治疗的必要性，准确建模强磁化吸积盘。
2017-09-26 astro-ph.HE
Constraints on two accretion disks centered on the equatorial plane of a Kerr SMBH
讨论了两个环形吸积组态围绕超大质量Kerr黑洞运行的可能性。这样的环面可以在克尔吸引子吸积历史的不同阶段形成。我们考虑了环面的相对旋转和单个环面相对于Kerr吸引子的共转或反转。根据Kerr黑洞的无量纲自旋对吸积环面和非吸积环面对进行了分类。我们证明了在特定的条件下，只有在少数情况下才可能形成双吸积环面系统。
2018-01-24 astro-ph.HE gr-qc
Idealized Global Models of Accretion Disks with Strong Toroidal Magnetic Fields
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Otago（奥塔哥大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
本文通过全球磁流体力学模拟研究了强螺线磁场吸积盘的形成与演化，发现磁化盘在垂直方向持续逃逸但通过局部发电机补充，角动量输运水平与矮星团爆发观测一致。
2026-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
An investigation of magnetic field distortions in accretion discs around neutron stars - II. Analysis of the toroidal field component
毫秒星系被认为是由周围的吸积盘旋转而成的古老星系。磁场被认为在这方面起着主导作用，既通过确定盘的内边缘的位置，又通过对恒星施加额外的扭矩（由于恒星磁场和盘等离子体运动之间的相互作用，产生了环形分量B_phi）。在20世纪80年代发展起来的一些著名的分析模型中，B_phi剖面被认为与盘状等离子体和中子星之间的相对角速度乘以垂直偶极场成正比。本工作是对这些模型的改进，提出了一个新的B。在以前的论文中，我们讨论了极向分量的磁场，在这里，我们认为环形分量，再次作出运动学近似和寻找稳定的解决方案的感应方程的轴对称模型。不假定极向磁场是偶极的，也不假定极向速度场处处为零。我们也不使用薄盘近似来简化感应方程，而是在全二维中数值求解。早期分析模型中获得的轮廓的有效性非常有限，并提出了更一般的半分析解决方案。
2011-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Magnetically Choked Accretion Flows around Black Holes
有序磁场的存在对黑洞吸积流和喷流产生了定性的影响。我们研究了全三维全球广义相对论磁流体动力学（MHD）模拟的径向扩展和厚（高度$H$圆柱半径$R$比$|H/R|\sim 0.2--1$）吸积流周围的BH与各种无量纲自旋（$a/M$，BH质量$M$）和初始toroidally-dominated（$ϕ$定向）和poloidally-dominated（$R-z$定向）磁场。首先，对于环向场模型和具有足够高的$|a/M|$的黑洞，相干的大尺度（即$\gg H$）偶极向磁通补丁出现，穿过黑洞，并产生瞬态相对论喷流。其次，对于极向场模型，极向磁通量很容易通过磁盘从大半径吸积，并建立一个自然的饱和点附近的BH。对于足够高的$|a/M|$或足够低的$|H/R|$，极性磁场将流入压缩成几何上薄的高度非轴对称的“磁扼吸积流”（MCAF），在该磁扼吸积流内，标准的线性磁旋转不稳定性被抑制。在大部分视界上的高磁化状态的条件是最佳的布兰德福德-Znajek机制，产生持久的相对论性喷流与$\gtrsim 100$ %效率为$|a/M|\gtrsim 0.9$。在压缩入流和膨胀喷流磁层之间形成了一个Rayleigh-Taylor和Kelvin-Helmholtz磁层不稳定界面，驱动了一种新的喷流-圆盘准周期振荡（JD-QPO）机制.对于具有相干质量因子$Q\gtrsim 10$的$a/M\sim 0.9$，…
2012-05-29 astro-ph.HE gr-qc
The Effect of Toroidal Magnetic Field on Thickness of a Viscose-Resistive Hot Accreting Flow
通过考虑环形磁场的影响及其相应的加热，我们确定了对流主导的吸积流的厚度。我们考虑一个轴对称的，旋转的，稳定的粘性电阻，磁化吸积流下的平流占主导地位的阶段。能量耗散的主要机制被假定为湍流粘性和磁扩散。在径向上采用自相似假设，得到了径向速度、方位速度、声速和阿尔夫文速度等动力学量.结果表明，磁力的垂直分量与重力方向相反，对圆盘产生压缩作用，从而使圆盘的半厚度$Δθ$比无磁情况下明显减小。另一方面，由于磁场的作用和流体的反作用而出现的两个参数影响盘厚度。第一个是$β_0$，表示赤道面的磁场强度，它使$Δθ$减小。另一个参数$η_0$是磁电阻率参数，当它增加时，$Δθ$也增加。
2013-10-22 astro-ph.HE
Effect of the toroidal magnetic field on the runaway instability of relativistic tori
失控不稳定性在黑洞周围的流体环中起作用。它影响接近临界（尖点溢出）配置的系统。逃逸效应取决于流体角动量分布的径向轮廓l（R），中心黑洞的无量纲自旋a，以及其他因素，如自引力。先前已经证明，对于径向角动量分布的幂律依赖性，对于足够高的正值q，非磁化环面总是变得失控稳定。在这里，我们讨论了失控的不稳定性的轴对称模型的框架内的理想流体赋予一个纯环形磁场的作用。尖点上物质的逐渐吸积将质量和角动量转移到黑洞中，从而改变了克尔度规的内禀参数。我们研究了气体与磁压力的比值和模型的其他参数对临界位形演化的影响，这些临界位形正好处于尖点溢出的边缘。我们表明，环形磁分量内的吸积环不会改变其振荡的频率显着。我们确定这些振荡的径向周转模式。即使在环面的纯流体动力学状态稳定的情况下，这些微弱的影响也可能触发失控不稳定性。另一方面，在大多数情况下，稳定的配置不受影响，初始偏差在几个轨道周期后逐渐衰减。我们展示了依赖于初始磁化强度β、斜率q和自旋a的环面演化的例子。环形磁场在吸积过程的早期阶段起着更重要的作用，直到扰动位形找到新的平衡或由于失控不稳定性而消失。
2013-05-28 astro-ph.HE
Dark matter effect on black hole accretion disks
本文比较不同暗物质模型，发现暗物质可影响黑洞吸积盘结构，产生类似超自旋体的特征，并可通过吸积率变化观测，为暗物质探测提供新途径。
2024-03-18 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic thick accretion disks: morphology and evolutionary parameters
我们探索旋转吸引子周围的厚吸积盘。我们详细的配置分析流体的角动量，最后提供一个表征的磁盘形态和不同的可能的拓扑结构。调查的性质的轨道盘，吸引子的分类，可能识别的自旋质量比，介绍了一种尝试，动态地描述了一系列不同的磁盘拓扑结构进行了讨论，表明一些环形配置功能的轨道物质的角动量的比率和自旋质量比的吸引子。然后，我们研究了由两个或多个物质环围绕同一吸引子运动构成的“多结构”圆盘，证明了某些结构受环的维数、间距、位置的限制，并给出了环数的上限。最后，在多方状态方程的假设下，我们研究了一些具体的情况。
2014-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Resistivity-driven State Changes in Vertically Stratified Accretion Disks
利用Athena程序对垂直分层吸积盘中的磁旋转不稳定性（MRI）进行了局域模拟，研究了剪切粘性和欧姆电阻率对MRI的影响.首先，我们使用一系列的非分层模拟来校准物理耗散作为分辨率和背景场强度的函数;磁普朗特数Pm =粘度/电阻率对湍流的影响被每个磁盘尺度高度H的~32个网格区域捕获。与以前的结果一致，我们的分层磁盘计算的特点是由一个亚热，占主导地位的环形磁场，产生MRI驱动的湍流|z| < 2 H。高于|z| = 2 H，磁压占主导地位，磁场是不稳定的。大规模的径向和环形场也产生附近的中平面，随后通过磁盘上升。这个平均场的极性在大约10个轨道周期的过程中切换，这个过程可以用α-ω发电机很好地模拟。湍流应力增加与PM，但与非分层模拟相比，具有较浅的依赖性。对于足够大的电阻率，在cs H/1000的数量级上，其中cs是声速，中平面的2 H内的MRI湍流经历电阻衰减然后再生长的周期。这种再生长是由通过发电机的环向场的放大引起的。这个过程导致在10至100轨道时间尺度上的应力的大幅变化，这可能与观察到具有高和低吸积状态的部分电离盘有关。
2011-01-31 astro-ph.HE
On photons and matter inversion spheres from complex super-spinars accretion structures
本文研究了Kerr超自旋星对吸积流和喷流发射的拖曳效应，发现流中存在环向速度为零的反转冕球壳，该区域能区分不同类型的流，可作为观测上区分超自旋星的关键特征。
2024-02-19 astro-ph.HE gr-qc
Modeling YSO Jets in 3D I: Highly Variable Asymmetric Magnetic Pressure-Driven Jets in the Polar Cavity from Toroidal Fields Generated by Inner Disk Accretion
本文通过三维非理想MHD模拟揭示YSO喷流由极向空腔中环向磁压而非离心力驱动，并指出传统磁离心模型的速度关系不适用于估算喷流发射半径。
2025-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Polarization images of accretion flow around supermassive black holes: imprints of toroidal field structure
事件视界望远镜（EHT）以前所未有的角分辨率，开启了黑洞的新时代。我们之前已经计算了M87* 的预期偏振图像，并考虑了EHT观测。在那里，我们证明了圆偏振（CP）图像，以及线偏振（LP）地图，可以传达相当有用的信息给我们，如流结构和磁场配置周围的黑洞。在本文中，我们提出了新的预测的情况下，磁盘排放占主导地位的喷流排放，铭记Sgr A*。在这里，我们设置盘组件的质子-电子温度比为Tp/Te $\sim$ 2，以抑制相对于吸积流的发射的喷流发射。结果，我们得到的环状图像和三叉图像周围的黑洞的正面和侧面的情况下，分别。我们还发现显着的CP组件中的图像（$\gtrsim 10\%$的分数），无论是积极的和消极的迹象，通过法拉第转换放大，不敏感地依赖于倾角。此外，我们发现了一个“分界线”的CP图像中，CP的符号是反向的，LP通量是最明亮的，这可以归因于螺旋磁场结构的磁盘。这些结果表明，未来的全极化EHT图像是一个非常有用的磁场结构的示踪剂。我们还讨论了在何种程度上，我们将能够提取信息的磁场配置下，在星际等离子体中的散射，在未来的EHT偏振观测的Sgr A*。
2021-05-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Limiting effects in tori clusters
我们考虑围绕一个超大质量黑洞的未对准环面的聚集体。通过引入一个主导函数来控制黑洞吸引子周围的环面（和圆盘内的最大压力点）的分布，将倾斜环面的聚集体建模为单个轨道配置。绕轨道运行的星系团由几何上厚的、压力支撑的、理想的流体环组成。这种分析限制了倾斜环面和更一般的轨道盘聚集体的存在和性质。我们研究的约束环碰撞出现和不稳定的团聚体的环一般的相对倾角，环的几何厚度和振荡现象的可能影响。讨论了无量纲参数$ξ$对轨道环状结构的依赖性，该参数表示BH的总转动能与BH的质量的关系，并将$ξ$与吸积过程的特征联系起来。
2022-03-28 astro-ph.HE gr-qc
Corotational Instability, Magnetic Resonances and Global Inertial-Acoustic Oscillations in Magnetized Black-Hole Accretion Discs
低阶非轴对称p模（也称为惯性声学模）被捕获在黑洞周围流体动力吸积盘的最内部区域中，是在许多吸积黑洞系统中观察到的高频准周期振荡（QPO）的可能候选者。当流体涡度$ζ=κ^2/(2ΩΣ)$（其中$κ$和$Σ$分别是径向周转频率和圆盘表面密度）具有正梯度时，由于在共转共振（其中波型频率$ω/m$等于圆盘旋转速率$Ω$）处的波吸收，这些模式受到全局不稳定性的影响。我们研究了圆盘磁场对共转时的波吸收和相关的共转势垒的波超反射的影响，以及对圆盘p模超稳定性的影响。对于具有纯环向场的盘，共转共振被分成两个磁共振，其中流体的共转坐标系中的波频率$\tomega=ω-mΩ$与慢磁声波频率相匹配。显著的波能量/角动量吸收发生在两个磁共振处，但具有相反的符号。这两种磁共振的组合效应是降低超反射和过稳p模的增长率。我们表明，即使是亚热的环形场可以抑制流体动力学（B=0）p-模式的过稳定性。对于吸积盘混合（环形和垂直）磁场，两个额外的阿尔芬共振出现，其中$\tomega$匹配当地阿尔芬波频率。它们进一步降低了p模的生长速率。我们的研究结果表明，为了使非轴对称的p-模式是一个可行的候选人所观察到的高频QPO，光盘磁场必须明显亚热，或其他模式的激发机制在工作。
2010-08-30 astro-ph.HE
On the Polish doughnut accretion disk via the effective potential approach
我们重新波兰甜甜圈模型的吸积盘提供了一个全面的分析描述波兰甜甜圈结构。本文用有效势方法描述了理想流体围绕引力场源Schwarzschild黑洞作圆周运动的情形，精确地考虑了引力和离心效应。这种分析导致了对吸积盘、它的环形表面、厚度、到源的距离的详细的分析描述。我们确定了这些特征随有效势和流体角动量的变化。给出了许多解析公式。特别是它证明了从源的内表面的环面的距离随着流体角动量的增加而增加，但随着能量函数的增加而减少，该能量函数定义为该动量的有效势的值。随着角动量的增加，环面最大厚度的位置向表面的外部区域移动，直到它达到最大值，然后减小。假设多方状态方程，我们研究了一些具体的情况。
2012-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Generation and transport of magnetic flux in accretion-ejection flows
天体物理吸积流与辐射和外流（风和喷流）的高能发射有关。这两个过程在X射线双星爆发的广泛观测是可用的。然而，对它们的动态仍然难以令人信服地理解。控制动力学的主要因素被认为是一个大规模的磁场，线程系统。我们建议，在静止状态下，该领域举行的地方通过吸积物质向内平流和向外扩散之间的微妙平衡。我们还提出，该领域的来源是一个不断增长的环形电流所产生的畸变辐射压力的最内部的等离子体电子在轨道上围绕中央黑洞。这就是宇宙电池的天体物理机制。当环形电流外的返回磁场通过周围的盘扩散时，盘磁场及其相关的吸积率逐渐增加，从而导致系统爆发。当中心吸积流与辐射接近均分时，它被破坏，宇宙电池停止运作。向外的场扩散于是被逆转，磁通量与聚集在中心黑洞周围的磁通量重新连接并消失。磁场和相关的吸积速率缓慢下降，系统逐渐被驱动回到静止状态。我们的结论是，宇宙电池的行动（或不行动）可能是丢失的关键，将使我们能够了解天体物理吸积-喷射流的长期演变。
2019-01-10 astro-ph.HE
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
Dragged surfaces. On the accretion tori in the ergoregion
我们讨论了在Kerr黑洞的能区或接近能区外表面的扩展物质构型（“拖曳”构型）存在的条件。所考虑的共转环面是具有正压状态方程的理想流体组态，在中心克尔黑洞的赤道面上绕轨道运行。本文还讨论了在环形磁场作用下，磁环的可能性。吸引子上的指示，可以观察到拖环面的流体特性和几何特征的分析，相关的环面的稳定性和他们的意见。还讨论了拖曳环面内边缘的QPO辐射。我们认为，较小的拖动环面可能会受到一个特征的不稳定性，帧拖动的效果。这种可能性被彻底探索。这最终会导致环面的破坏（圆盘剥落），这可能与吸积和非常接近黑洞视界的区域中存在的过程相结合。环面的特征在于根据中心吸引子无量纲自旋。这些结构可以在无量纲自旋a > 0.9897 M的黑洞轨道上观察到。
2022-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Jet launching in resistive GR-MHD black hole - accretion disk systems
我们研究了黑洞源的相对论喷流的发射机制，特别是来自周围吸积盘的强风。盘风发射的数值研究--吸积-喷射转变的模拟--到目前为止几乎只针对非相对论系统进行。从这些模拟中，我们知道电阻率或磁扩散率在发射过程中起着重要作用。在这里，我们将这种治疗广义相对论磁流体力学（GR-MHD）应用电阻GR-MHD代码rHARM。我们的模型设置考虑一个薄的吸积盘线程由一个大规模的开放磁场。我们用不同的克尔参数、场强和扩散率水平进行了一系列的模拟。事实上，我们发现强大的磁盘风，然而，温和的相对论速度，后者最有可能是由于我们有限的计算域。此外，我们发现，磁扩散率降低吸积和喷射的效率，因为它削弱了磁盘风的磁杠杆臂的效率。环形磁场压力梯度是盘风的主要驱动力，但磁离心驱动也可能有贡献。在我们的模拟中，黑洞的旋转抑制了由于增强的环形磁场压力，似乎是由框架拖曳引起的吸积率。通过比较Blandford-Znajek驱动的中心脊和周围盘风的能量通量，我们发现盘风的总电磁能通量受总物质能通量的支配（因子为20）。物质流出的动能通量相对较小，与布兰德福德-兹纳杰克电磁能通量相当。
2018-04-25 astro-ph.HE
Study of general relativistic magnetohydrodynamic accretion flow around black holes
提出了一种新的方法来研究在完全广义相对论（GR）下黑洞周围稳定的、轴对称的、对流的、几何薄的磁流体动力学（MHD）吸积流的全局结构。考虑到理想的磁流体动力学条件和相对论性状态方程，我们求解了控制方程，得到了所有可能的光滑整体吸积解。我们研究吸积物质的流动参数，即能量（${\cal E}$），角动量（${\cal L}$），和本地磁场的动力学和热力学性质。对于薄的GRMHD流，我们观察到，环形分量（$b^ϕ$）的磁场通常占主导地位的径向分量（$b^r$）在磁盘赤道平面。这表明环向磁场在盘的动力学过程中确实起着重要的调节作用。我们进一步注意到，除了在近地平线区域，磁场在动力学上变得重要（$β\sim 1$），盘仍然主要是气体压力（$p_{\rm gas}$）主导（$β= p_{\rm gas}/p_{\rm mag} > 1$，$p_{\rm mag}$指磁压）。我们观察到，麦克斯韦应力的发展，最终产生角动量运输内的磁盘。为此，我们计算的粘度参数（$α$），似乎是径向变化。此外，我们研究了潜在的缩放关系之间的$α$和$β$，它清楚地区分两个域共存沿径向范围的磁盘。最后，我们讨论了本形式主义在GRMHD模拟研究领域的效用。
2022-08-25 astro-ph.HE
A study of the MAD accretion state across black hole spins for radiatively inefficient accretion flows
通过14次GRMHD模拟，研究了不同黑洞自旋下MAD态吸积流，发现喷流角动量输运、磁场分量贡献及喷流形态随自旋呈复杂非线性变化。
2023-10-10 astro-ph.HE
Magnetized 1.5-dimensional advective accretion flows around black holes
我们解决的作用，大规模的磁应力的角动量输运，以及形成不同类型的磁势垒的几何厚，光学薄，垂直平均的1.5维对流吸积流周围的黑洞。外部产生的磁场被吸积过程从环境中捕获，比如伴星或星际介质。这个领域成为动态主导附近的事件视界的黑洞由于连续平流的磁通量。在这种磁主导的吸积流中，吸积物质要么减速，要么在黑洞附近面临磁垒，这取决于磁场的几何形状。我们发现，积累的强极向场与一定的环向场的几何形状有助于磁垒的形成，这可能会敲物质到无穷大。当物质在被屏障击倒后试图回到无限大时，在某些情况下，由于强磁张力和引力的累积作用，因此另一个磁屏障阻止了它的逃逸。我们认为，这种流动可能是形成幕式喷流的原因，其中磁场可以将物质锁定在这两个屏障之间。我们还发现，对于环形主导盘，吸积物质旋转非常快，并减速向中央黑洞。
2019-08-27 astro-ph.HE
Embedded BHs and multipole globules: Clustered misaligned thick accretion disks around static SMBHs
我们研究了围绕中心静态史瓦西黑洞的未对准（倾斜）环面簇。为此，我们考虑了一组几何厚，压力支持，完美的流体环面分析纯流体动力学模型。我们研究了环面碰撞的出现，因此，由环面组成的聚集体的稳定性与不同的倾角相对于一个固定的远距离观察者。通过引入一个主导函数来控制黑洞吸引子周围的环面分布，将倾斜环面的集合体建模为一个单轨道结构。最终，根据环面的厚度，可以看到环面凝聚体是一个（多极）轨道物质团，具有不同的环面自旋方向，覆盖着嵌入的中心黑洞。这些系统被证明包括环面与新兴的不稳定相吸积到中央黑洞。因此，我们提供了一个评价的量相关的环面能量，如质量通量，的duppy通量，通量厚度取决于多变流体的模型参数。因此，这种分析的存在和性质的倾斜环面和聚集的错位磁盘的限制。一些注释包括在聚集体上，包括原喷流，由与几何厚环面相关的开尖解表示。
2020-06-05 astro-ph.HE gr-qc
Episodic Jets from Black Hole Accretion Disks
一些活动星系核和微类星体被观测到喷射出以相对论速度运动的等离子体团。我们设想的等离子体团作为预先存在的电流携带磁通量绳，最初锚定在吸积盘-日冕。等离子体团通过一种称为环形不稳定性（TI）的机制向外喷射。TI最初是在实验室托卡马克等离子体的背景下探索的，在解释太阳的日冕物质抛射方面非常成功。我们的模型预测的等离子体团轨迹相比有利的一组具有代表性的多历元观测无线电发射节点从无线电星系3C 120，这是之前的X射线强度下降。
2019-04-24 astro-ph.HE
Accretion disk dynamo as the trigger for X-ray binary state transitions
磁流体动力学吸积盘模拟表明，磁旋转不稳定性（MRI）释放的大部分能量可以通过发电机作用引导到大规模的环形磁场中。在某些条件下，这个场可以在提供抵抗重力的垂直支撑方面超过气体和辐射压力，甚至接近中平面。使用一个简单的模型创建这个字段，它的浮力上升，并耦合到气体，我们展示了磁盘如何可以驱动到这个磁主导的状态，并推导出由此产生的垂直压力和密度分布。应用一个既定的标准，MRI操作中存在的一个环向场，我们表明，磁支持磁盘可以有两个不同的MRI活动区域，由一个“死区”，其中局部MRI被抑制，但磁能继续从下面的发电机区域向上流动。我们认为，相对强度的MRI区，和当地的极向通量，决定了X射线双星的光谱状态。具体来说，“中间”和“硬”吸积状态发生时，磁共振成像被触发的热，在日冕的上部区域，而磁盘在“软”状态不发展的上部磁共振成像区。我们讨论的条件下，各种过渡应该发生，并推测发电机活动的各种类型的准周期振荡，有时会出现在硬谱分量的关系。该模型还解释了为什么发光的吸积盘在“软”状态下没有显示出标准α模型预测的热/粘性不稳定性的迹象。
2015-07-29 astro-ph.HE
On the torque exerted by a warped, magnetically threaded accretion disk
大多数天体物理学上的吸积盘都可能是翘曲的。在X射线双星中，吸积中子星的自旋演化与中子星磁场和吸积盘之间的相互作用密切相关。关于中子星磁场穿过共面吸积盘所产生的吸积力矩，已有大量的研究，但关于翘曲/倾斜吸积盘的相关工作还很缺乏。在本文中，我们开发了一个简化的两个组件模型，其中的磁盘是由一个内共面部分和一个外，倾斜的一部分。基于环向磁场分量的形成和演化的标准假设，我们导出了无量纲力矩，证明了与共面圆盘相比，翘曲/倾斜圆盘更容易使中子星自旋上升，并讨论了各种初始参数对力矩的可能影响。
2020-09-15 astro-ph.HE
Standing Shocks in Magnetized Dissipative Accretion Flow around Black Holes
本文研究了在环形磁场作用下的Schwarzschild黑洞周围吸积流的全局结构。吸积流是光学薄和平流为主。同步辐射被认为是流中的主动冷却机制。由此得到了整体跨音速吸积解，并证明了旋转磁化吸积流中的离心势垒引起了流变量以激波形式的不连续跃迁。激波特性和激波后电晕的动力学特性受流场参数如粘性、冷却速率和磁场强度的影响。针对这些流动参数的冲击性能进行了研究。我们进一步表明，对于给定的一组边界参数在盘的外缘，吸积流周围的黑洞承认冲击时，流量参数被调谐为一个相当大的范围。
2017-12-19 astro-ph.HE
Effect of magnetic flux advection on the dynamics of shock in accretion flow around a rotating black hole
本文研究了快速旋转黑洞周围磁化、耗散、吸积流的动力学行为。我们求解了磁流体动力学方程组，计算了可能包含不连续激波跃迁的跨音速吸积解。我们研究了$ζ-$参数（参数化环形磁通量平流率的径向变化）对激波动力学行为的影响。对于一个快速旋转的黑洞和固定的注入参数在外部边缘，我们表明，稳定的冲击是持续的全球磁化吸积解的广泛的$ζ$和吸积率（$\dot{m}$）。为了研究观测的影响，我们考虑耗散冲击和估计的最大可访问的能量从后冲击日冕（PSC）的9个恒星质量的黑洞候选人。我们比较这与观察到的无线电射流动能在文献中报道，只要可用。我们发现我们的模型与文献中报道的估计值之间的密切协议。
2019-10-17 astro-ph.HE
Simulations of flux variability of oscillating accretion fluid tori around Kerr black holes
在几个微类星体和低质量X射线双星的X射线功率密度谱（PDS）中观测到高频准周期振荡（HF QPO）。许多提出的QPO模型的基础上振荡的吸积环形流体结构的轨道附近的一个紧凑的对象。研究了克尔黑洞附近的振荡吸积环。我们表明，显着的变化所观察到的通量可以引起的组合的径向和垂直振荡模式的细长，多变，完美的流体，非自引力环面与恒定的特定角动量。我们研究了直接共振QPO模型和修正的相对论进动QPO模型的两种振荡模式组合。
2014-12-23 astro-ph.HE
A Model of Low-Frequency Quasi-Periodic Oscillations in Black Hole X-Ray Binaries
基于吸积盘的扰动磁流体动力学（MHD）方程，提出了一个黑洞X射线双星（BHXB）低频准周期振荡模型.结果表明，某些BHXB的LHPOs频率可以用最大辐射通量对应的环形阿尔文波振荡频率来拟合。此外，还解释了L_2PO频率与吸积盘辐射通量的正相关关系。
2012-03-01 astro-ph.HE
Are GRMHD Mean-Field Dynamo Models of Thick Accretion Disks SANE?
事件视界望远镜合作的显着成果有关发射从M87*，最近，其偏振特性，需要越来越精确的建模等离子体流周围的吸积黑洞。辐射效率低的源，如M87* 和Sgr A*，通常与SANE（标准和正常的演化）范式，如果吸积动力学是平滑的，或与MAD（磁制动盘）范式，如果黑洞的磁层的反应，停止吸积偶尔，导致一个高度动态的过程。虽然最近的极化研究似乎倾向于MAD模型，但这可能并不适用于所有来源，SANE吸积肯定仍然值得关注。在这项工作中，我们调查的可能性，达到典型程度的磁化和其他吸积属性预期SANE磁盘诉诸平均场发电机过程中的轴对称GRMHD模拟，这是应该模仿放大作用的一个未解决的磁旋转不稳定性驱动的湍流。我们表明，它是可以重现的主要诊断文献中提出的从非常不利的初始配置，如一个纯粹的环形磁场与可忽略不计的磁化。
2021-07-22 astro-ph.HE
The impact of Faraday effects on polarized black hole images of Sagittarius A*
我们研究了人马座A* 在230 GHz的模型图像和偏振图。我们后处理GRMHD模拟和执行一个完全相对论辐射转移计算的发射同步辐射，以获得偏振图像的质量吸积率和电子温度的范围。在低吸积率，极化图跟踪的基础环形磁场的几何形状。在高吸积率下，我们发现法拉第旋转内部的发射区可以去纠缠和混乱的地图。我们测量净线性极化分数，发现高吸积率的“喷气盘”模型严重去极化，因此不利。我们展示了如何事件视界望远镜测量的极化“相关长度”的图像提供了一个模型无关的上限，这些法拉第效应的强度，并约束等离子体的性质，如电子温度和磁场强度。
2018-05-07 astro-ph.HE
Evolution of newborn rapidly rotating magnetars: effects of r-mode and fall-back accretion
在本文中，我们研究了$r$模不稳定性对一个新生的快速旋转磁星的影响。这样的磁星通常出现在核心坍缩的超新星和伽马射线暴中。我们发现吸积对磁星的自旋和$r$模的演化都有影响。如果磁星充分旋转到几毫秒，引力辐射会导致$r$模振幅的显著增长。当由于环形磁场的增长引起的阻尼平衡$r$模式振幅的增长时，最大$r$模式振幅达到$\sim 0.001$阶。如果这样一个充分旋转的磁星位于距离小于1兆秒差距的地方，那么引力波将可以被爱因斯坦望远镜探测到，但事件发生率极低。然而，如果自旋是不够的，增长的$r$模式振幅主要是由于吸积扭矩。在这种情况下，最大$r$模式振幅的量级为$\sim 10^{-6}-10^{-5}$ .
2017-05-10 astro-ph.HE
Dynamics of Magnetic Flux Tubes in an Advective Flow around a Black Hole
进入吸积流的纠缠磁场，由于吸积盘内部的强烈差速旋转运动，很快就会被拉伸成占主导地位的环形分量。这对于弱粘性、低角动量的跨音速或平流圆盘尤其如此。本文研究了在离心力作用下几何厚流中环形磁通管的运动轨迹。我们还研究了这些通量管的流入和流出的动力学的影响。为此，我们使用有限差分法（总变差递减法），并特别关注这些通量管是否会显着影响流出的特性，如其准直和速率。可以看出，根据控制拖曳力的通量管的横截面半径，这些场线可能会朝着中心物体移动或垂直振荡，然后最终沿着垂直方向逸出漏斗壁（压力零表面）。结果表明，流量管在射流和外流的准直和加速中起着关键的作用。
2017-07-06 astro-ph.HE
Properties of low angular momentum general relativistic MHD accretion flows around black holes
本文提出一种研究旋转黑洞周围GRMHD吸积流的新方法，在亚开普勒角动量和径向、环向磁场约束下构建多跨磁声速吸积解，并分析了磁通量与黑洞自旋对吸积流及热辐射的影响。
2025-03-09 astro-ph.HE
Magnetic connection and current distribution in black hole accretion discs
本文在广义相对论的框架下，基于克尔黑洞（BH）盘内部环形电流的连续分布，讨论了大尺度磁场的可能起源之一.结果表明，产生了四种类型的磁连接（MC）配置，即，BH与遥远天体物理载荷的MC（MCHL），BH与盘的MC（MCHD），俯冲区与盘的MC（MCPD）和内外盘区的MC（MCDD）。结果表明，Blandford-Znajek（BZ）工艺可以被视为MC的一种类型，即，MCHL。此外，我们提出了一个方案，拟周期振荡的BH双星的基础上与磁重联相关的MCDD。
2009-05-06 astro-ph.HE
Accretion-to-jet energy conversion efficiency in GW170817
基于先前发表的多波长建模的GRB 170817 A喷流余辉，其中包括从VLBI质心运动的信息，我们构建的后验概率密度分布的总能量在双极射流发射的GW 170817合并残余。通过对吸积盘质量的一个新的数值相对论拟合公式的应用，我们构造了GW 170817残留盘质量的后验概率密度分布。通过结合两者，我们估计在这个系统中的吸积喷流能量转换效率，仔细考虑不确定性。GW 170817的吸积-喷流能量转换效率为$η\sim 10^{-3}$，不确定度略小于两个数量级。这种低效率与来自$ν\barν$机制的预期非常一致，因此不能仅通过这种测量来排除。这样的效率也与布兰德福德-兹纳杰克机制的预期一致，只要在合并后的磁盘中的磁场主要是环形的（这是合并动力学的结果）。
2022-03-25 astro-ph.HE
Magnetic field evolution in high and low $β$ disks with initially-toroidal fields
本研究通过对比不同初始环向磁场强度（$β_0=5$与$β_0=200$）的吸积盘模拟，发现初始磁场强度显著影响盘演化，且弱场模拟中可能出现计算伪影，但两者均能产生极向磁场。
2023-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamical structure of magnetized dissipative accretion flow around black holes
我们研究了黑洞周围的光学薄的、平流主导的、磁化吸积流的全局结构。我们认为磁场是湍流的性质和占主导地位的环形分量。在此基础上，我们得到了以韧致辐射过程为主要冷却机制的耗散流的完整吸积解。我们发现旋转磁化吸积流在黑洞周围由于离心斥力而经历虚势垒，从而触发流变量以激波形式的不连续跃迁。我们研究的冲击波的性质，并发现，动力学的冲击后电晕（PSC）的控制的流动参数，即粘度，冷却速率和强度的磁场，分别。我们分离的有效区域的参数空间的立激波和观察，激波可以形成广泛的流动参数。我们得到的临界粘度参数，允许全球吸积的解决方案，包括冲击。我们估计的能量耗散在PSC的吸积物质的一部分，可以偏转流出和射流。我们比较了几个超大质量黑洞源的PSC和观测到的射电光度值的最大能量，并讨论了我们目前分析的观测意义。
2016-06-02 astro-ph.HE
Properties of two-temperature magnetized advective accretion flow around rotating black hole
研究了Kerr黑洞周围的双温磁化平流吸积流。在吸积过程中，由于粘性耗散，离子被加热，当库仑耦合变得有效时，它们将一部分能量转移给电子。相反，电子由于各种辐射冷却过程而损失能量，即分别为轫致辐射、同步加速器和康普顿化过程。为了解释磁盘内部的磁贡献，我们考虑了环形磁场，假设该磁场比其他分量占主导地位。此外，我们采用相对论状态方程来描述流动的热特性。在此基础上，我们计算了旋转黑洞的整体跨音速吸积解。我们发现在满足驻激波条件的情况下，含有多个临界点的吸积解中可能存在激波。此外，我们还研究了激波的性质，如激波的位置（$x_s$）和压缩比（$R$）描绘了冲击后的日冕并发现PSC的动力学受流动参数的控制，如增长率（${\dot m}$）和磁场（$β$，定义为气体压力与磁压力之比）等。最后，计算了含PSC的吸积流的发射谱，指出${\dot m}$和$β$在解释黑洞X射线双星的谱态跃迁中起着关键作用。
2020-06-11 astro-ph.HE
