Effect of dark matter halo on transonic accretion flow around a galactic black hole
本研究比较Cardoso黑洞与Schwarzschild黑洞的跨声速吸积流，发现高致密暗物质晕显著改变吸积解、激波性质及观测特征，为探测暗物质晕提供新工具。
2025-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic sonic geometry for isothermal accretion in the Schwarzschild metric
在这项工作中，我们进行线性微扰的广义相对论等温吸积到一个非旋转的天体物理黑洞，研究相应的涌现声学度规的显着特点。对于球对称吸积以及轴对称物质流为三种不同的几何配置的物质，我们扰动的速度势，质量吸积率，和积分解的时间无关的部分的广义相对论欧拉方程，以获得这样的声学几何。我们提供的程序来定位的声学视界，并确定这样的视界与跨音速表面的吸积物质，通过建设相应的因果结构。然后，我们讨论如何根据与背景流解对应的吸积变量来计算声表面重力的值-即，不同物质几何形状的定常积分跨音速吸积解。我们表明，声学几何的显着特点是独立的物理变量，我们扰动，但敏感地依赖于几何配置的黑洞吸积盘。
2017-07-14 astro-ph.HE gr-qc
Three Dimensional Simulations of Advective, Sub-Keplerian Accretion Flow onto Non-rotating Black Holes
利用三维无粘流体动力学模拟程序研究了非旋转黑洞的亚开普勒跨音速吸积流的时间演化。之前的二维模拟表明，吸积物质中的离心屏障可能会暂时阻止几乎自由落体的物质，并产生一个稳定的、几何厚的圆盘，其中可能包含湍流涡旋。我们在这项工作中的目标是调查是否磁盘发展任何不稳定性，因为这种动荡时，我们动态激活所有三个维度。我们发现，即使靠近中心黑洞，盘仍然保持稳定和轴对称。然而，如果我们明确地施加非轴对称的方位角扰动，盘的轴对称结构被破坏，不稳定性发展。
2022-12-16 astro-ph.HE
Determination of chaotic behaviour in time series generated by charged particle motion around magnetized Schwarzschild black holes
研究了在渐近均匀磁场中绕Schwarzschild黑洞运行的开普勒盘电离区的行为。依赖于磁参数${\cal B}$和盘平面相对于磁场方向的倾斜角$θ$，电离盘的带电粒子可以进入三种状态：a）规则振荡运动，b）由于被磁化黑洞捕获而导致的破坏，c）运动的混沌状态。为了研究带电粒子运动的规则型和混沌型之间的过渡，我们生成了各种条件下的运动方程的解的时间序列，并通过非线性（盒计数、关联维数、李雅普诺夫指数、递归分析、机器学习）混沌判定方法来研究它们。我们证明，机器学习方法似乎是最有效的确定混沌区域的$θ-r$空间。结果表明，电离粒子运动的混沌特性随倾角的增大而增强。对于倾角为$θ\sim 0$的开普勒盘的电离的内部部分被捕获的黑洞。
2019-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Poloidal Field Amplification through Compression-Shear Dynamics in Schwarzschild Accretion: Pathways to MAD States
Khayyam University of Mashhad（马什哈德海亚姆大学）；Ferdowsi University of Mashhad（马什哈德费尔道西大学）；Kosar University of Bojnord（博因博尔德科萨尔大学）
研究通过压缩-剪切动力学增强黑洞吸积流中磁场，揭示了旋转支撑对磁场增强效率和几何结构的控制作用，为MAD状态形成提供了理论依据。
2026-02-12 astro-ph.HE
Hydrodynamic Simulation of Two Component Advective Flows around Black Holes
我们进行了一系列的数值模拟粘性吸积流具有合理的空间分布的粘度参数。我们在整个流动中加入幂律冷却。我们表明，在协议的粘性跨音速流的理论解，具有临界值以上的粘度参数的物质成为开普勒磁盘，而具有较小的粘度的物质仍然是一个低角动量，子开普勒流。后者产生离心压力支持的冲击波。因此，例如，在赤道平面上具有足够高的粘度并且在上面和下面具有低粘度的流动将产生双分量平流（TCAF），其中开普勒圆盘被快速下降的次开普勒晕包围。我们发现，相对较冷的开普勒盘的激波后区域被蒸发，整体位形相当稳定。这与试图解释黑洞候选者的光谱和时间特性的两个分量的理论模型一致。
2012-12-28 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
Spherical accretion in the Schwarzschild spacetime in the Newtonian analogous construct
本文在标准牛顿流体力学框架内探索 TR13 NAP 描述 Schwarzschild 时空跨声速球对称吸积的能力，发现产生“鞍点-螺旋对”声速转变且偏离经典 Bondi 解，指出需修正流体力学形式体系以与广义相对论流体力学保持一致。
2025-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical properties of oscillating, viscous, transonic accretion disks around black holes
本研究通过轴对称粘性流体动力学模拟分析黑洞周围亚开普勒跨音速吸积流的演化，发现二维模拟中所有模型均出现激波，激波振荡由粘性耗散、辐射冷却和引力竞争触发，可产生亚赫兹至几赫兹的QPOs。
2025-09-24 astro-ph.HE
Effects of the composition on transonic properties of accretion flows around black holes
研究了Schwarzschild黑洞周围稳定的、多粒子、低角动量吸积流的性质。每种物质都由相对论状态方程描述。我们发现，跨音速性能强烈地依赖于流动的组成。我们发现电子-正电子对等离子体是相对论性最小的等离子体。这种流动只产生一个非常接近事件视界的音速点，并且没有显示出任何角动量或能量的多个临界点。当重子存在时，临界点的数目取决于比能含量。由于临界点的数量决定了流动是否会有非线性或激波，我们的结果意味着是否会形成驻波将取决于流动的组成。因此，例如，一个纯的电子-正电子对等离子体永远不会经历激波跃迁，而将它与一些重子（例如，在流出和喷流中常见）混合，就像在完全电离的气体中一样，将发生激波。我们详细研究了重子负载如何影响冲击性质，并讨论了其在天体物理观测中的意义。
2013-09-30 astro-ph.HE
Outflow from unmagnetized shocked radiative transonic accretion disk around a black hole
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Center of Excellence in Space Sciences India, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度太空科学卓越中心，印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究非旋转超大质量黑洞周围非磁化冲击吸积盘的出流，探讨无磁场情况下是否能产生持续的双极出流及终端速度。
2026-04-13 astro-ph.HE
Transonic behaviour and stability analysis of quasi-viscous black hole accretion
对黑洞吸积的分析研究通常假定定常跨音速位形的稳定性。在过去的几十年里，许多作者证明了这种假设对无粘流体动力流的有效性。无粘近似是一个合理的方法，低角动量平流占主导地位的流动连接到某些超大质量黑洞在星系（包括我们自己的）的中心，从一些恒星捐助者。然而，引入一个弱粘性，作为一个一阶线性修正涉及的粘度参数，有时可能会提供一个更详细的了解所观察到的黑洞光谱。对于上述轴对称流动的所有可能的几何构型的准粘性吸积，研究了定态解的跨音速行为。对于一个足够低的粘度参数的范围内，跨音速解决方案包含一个或三个临界点已被发现允许的范围内的天体物理参数下的后牛顿伪史瓦西计划。引入这样的粘度参数，唯一可行的临界点是鞍形和螺旋形的相反，在无粘性的情况下，中心型点，而不是螺旋形的形成。引入线性扰动的定常流的解决方案和它们的时间演化在驻波和径向传播波的形式进行了详细研究（完全解析）。我们的分析表明，在渐近极限下，在所有的大距离圆盘模型中都存在类似的长期不稳定性，然而，模型本身只在一定的长度尺度内是有效的，并且圆盘在该长度尺度内至少维持相当长的时间尺度.
2015-12-28 astro-ph.HE
Fundamental Frequencies in the Schwarzschild Spacetime
我们考虑了Schwarzschild时空中的开普勒、径向和垂直基频，研究了低质量X射线双星系统的千赫准周期振荡。我们表明，在相对论性进动模型中，观测到的千赫准周期振荡的解释在史瓦西时空中的测试粒子的基频，允许一个推断的总质量$M$的中心对象，内部$R_{in}$和外部$R_{ex}$半径的吸积盘，低质量X射线双星系统中测试粒子的最内层稳定圆轨道$r_{ISCO}$。通过构建上下频率之间的关系，并利用Z和Atoll源的准周期振荡数据，我们进行非线性模型拟合分析，并估计中心物体的质量。知道的质量值，我们计算的内部$R_{in}$和外部$R_{ex}$半径的吸积盘，并表明它们大于$r_{ISCO}$，什么是预期的。
2018-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic low angular momentum accretion in 3D
利用完全相对论性数值模拟方法研究了物质在Schwarzschild或Kerr黑洞上的低角动量吸积。我们的目标是把气体和黑洞的旋转以及磁场的存在都包括进来。我们比较的跨音速流的结构与非磁化流的一维伪牛顿半解析计算的结果。
2016-02-23 astro-ph.HE
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
Magnetic Field Evolution for Keplerian and Sub-Keplerian Flows around Non Rotating Black Hole
本研究推导了非旋转黑洞周围开普勒与亚开普勒流的磁场演化精确解，探讨了大尺度磁场起源，发现两类流动中磁场均随时间增强为准径向场，亚开普勒流径向分量增长更显著，最终形成接近磁阻滞盘的亚MAD态。
2024-08-15 astro-ph.HE
Charged particle dynamics in parabolic magnetosphere around Schwarzschild black hole
本文研究施瓦西黑洞周围抛物形磁场中带电粒子动力学，发现稳定赤道外轨道，辐射反作用力影响混沌性、频谱及吸积盘结构。
2023-04-26 astro-ph.HE gr-qc
On the realizability of relativistic acoustic geometry under a generalized perturbation scheme for axisymmetric matter flow onto black holes
我们提出了一种新的线性微扰方法来研究天体物理黑洞周围轴对称物质流的定常跨音速积分解的稳定性。我们讨论的相对论声学几何的出现作为这样的稳定性分析的结果。因此，我们的工作在两个明显不重叠的研究领域--吸积天体物理学和类似的引力现象--之间建立了重要的联系。
2014-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Possible range of viscosity parameter to trigger black hole candidates to exhibit different states of outbursts
在一个紧凑的物体周围的两个组成部分的平流，高粘度的开普勒磁盘两侧的低角动量和低粘度的流动，形成离心压力支持的冲击波接近黑洞。在爆发过程中，随着谱从硬态到软态的变化，表现为康普顿云的激波后区域逐渐变小，以满足冷却条件下的朗肯-雨果尼奥关系。引起低频准周期振荡（QPO）的冲击波共振振荡也使我们能够从每个观察到的QPO频率获得冲击位置。应用康普顿冷却和粘性的跨音速流动理论，我们得到了在低开普勒分量中的那些位置处形成激波所需的粘性参数$α_{SK}$。当我们比较每个爆发的$α_{SK}$的演变时，我们得出一个主要结论：在每个源中，当从一个光谱状态过渡到另一个光谱状态时，平流分量通常需要完全相似的$α_{SK}$值（例如，从硬状态到软状态，经过中间状态，在下降阶段则相反）。最重要的是，低角动量平流分量中的这些$α_{SK}$值是完全自洽的，因为它们保持在形成开普勒圆盘所需的临界值$α_{cr}$以下。为了进一步的一致性检查，我们计算开普勒分量的$α_K$，并发现在每个对象中，$α_{SK}$ $<$ $α_{cr}$ $<$ $α_K$。
2017-08-01 astro-ph.HE
The role of flow geometry in influencing the stability criteria for low angular momentum axisymmetric black hole accretion
利用从动力系统理论中借用的数学形式，对低角动量轴对称黑洞吸积的定常流位形的临界行为进行了完整的分析研究，提供了有关定常状态下跨音速吸积相轨线性质的有价值的见解，而不求助于文献中通常进行的显式数值解来研究多跨音速黑洞吸积盘和相关的天体物理现象。研究了非旋转黑洞在不同赝Schwarzschild势作用下的吸积流，得到了不同几何构型的吸积流结构。结果表明，描述多临界吸积流的参数空间划分的总体轮廓对于不同的几何构型是大致等价的。然而，仅仅变化的多变指数的流不能映射一个临界解从一个流的几何形状到另一个，因为负责产生多临界吸积的参数空间的数值域不经历连续变换在多维参数空间。用于证明上述发现的定常位形在各种流动几何、黑洞势和用于获得临界跨音速解的相应状态方程的线性扰动下是稳定的。最后，结构的声学度量对应的线性扰动研究的传播进行了讨论，用于各种流动的几何形状。
2010-10-27 astro-ph.HE
Relativistic Accretion Flow in a Generic Class of Spherically Symmetric Static Spacetime
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究在包含四阶$1/r$修正的球对称静态时空中，低角动量无粘吸积流的性质，通过时空参数和流参数求解全局跨声速解，并分析参数空间及光谱能量分布。
2026-06-16 astro-ph.HE gr-qc
Study of Accretion processes Around Black Holes becomes Science: Tell Tale Observational Signatures of Two Component Advective Flows
黑洞周围的吸积流在事件视界外有一个鞍形音速点，以保证吸积流以超音速进入黑洞。这一特征只存在于强引力极限中，在对黑洞候选者的每一次观测中都留下了印记。另一个物理音速点即使在弱引力下也存在（如邦迪流）。每个黑洞的光谱或时间特性的每一个方面都可以用这种具有多个鞍型点的跨音速或平流来理解。这个最著名的和普遍的解决方案与粘性和辐射转移已被验证的数值模拟也。光谱，计算的各种组合的标准开普勒，和平流次开普勒组件匹配准确地与卫星观测。由于平流分量的离心障碍，产生了驻波、振荡和传播振荡激波。激波后区域作为康普顿云产生幂律谱。冲击后区域也会产生射流和外流，通常称为离心屏障支撑的边界层或CENBOL。在软态下，CENBOL被来自开普勒盘的软光子冷却，因此不存在外流。C型和B型QPO分别由CENBOL的强共振和弱共振振荡产生。远离共振，当不满足Rankine-Hugoniot条件时，可能会触发振荡，并且可以看到A型QPO。
2016-04-20 astro-ph.HE
Circular geodesics of Bardeen and Ayon-Beato-Garcia regular black-hole and no-horizon spacetimes
本文研究了在描述球对称规则黑洞或无视界时空的Barnival和Ayon-Beato-Garcia（ABG）几何中测试粒子和光子的圆测地线运动。虽然巴氏几何不是爱因斯坦方程的精确解，但ABG时空与爱因斯坦引力和非线性电动力学支配的自引力带电源有关。它们都由质量参数$m$和电荷参数$g$表征。我们证明，与Reissner-Nordstrom（RN）裸奇点时空相似，反重力静态球应该存在于所有可以被Keplerian吸积盘包围的无视界Bardeen和ABG解中。然而，与RN裸奇点时空相反，具有参数$g/m > 2$的ABG无视界时空也可以包含一个隐藏在静态反引力球下的额外的内部开普勒圆盘。测地线结构的性质反映了简单的观测相关的光学现象。我们给出了规则黑洞和无视界时空的轮廓，以及位于强引力区的开普勒环在固定频率辐射下产生的谱线的轮廓，这些谱线位于边缘稳定的圆测地线上或附近.我们证明了与规则黑洞有关的轮廓谱线与史瓦西黑洞的轮廓谱线在性质上是相似的，只有很小的数量差异。另一方面，与史瓦西时空相比，正则无视界时空给出了它们存在的明确定性特征。此外，如果观测者的倾斜角已知，就有可能区分出巴氏和ABG无视界时空。
2014-12-30 astro-ph.HE gr-qc
Accretion of multi-species plasma onto black holes
落在黑洞上的物质是跨相对论的，跨音速的，靠近视界的物质是亚开普勒的。这样的流动表明存在多个临界点，冲击等采用相对论状态方程和现实的组成，它已被证明，解决方案强烈依赖于流体的组成。电子-正电子流体是相对论性最小的，在某种程度上，多个临界点，冲击等不会形成。相对论性最强的流体是质子数密度与电子数密度之比约为0.2的流体。由于溶液强烈依赖于成分，因此发射的辐射也应该强烈依赖于成分。
2013-11-02 astro-ph.HE
The Standing Accretion Shock Instability in the Disk around the Kerr Black Hole
本文是我们以前关于Schwarzschild黑洞吸积和所谓的静止吸积激波不稳定性（SASI）工作的继续，本文研究了Kerr黑洞的非轴对称扰动.通过二维广义相对论流体动力学模拟和线性分析，详细分析了激波演化的线性和非线性阶段。由于定常轴对称吸积流的结构对内部跨音速流动非常敏感，因此，对吸积流稳定性有重要影响的马赫数等性质对Kerr参数有很大的依赖性。虽然不稳定性的基本特征与史瓦西黑洞的结果没有区别，但克尔黑洞特有的标架拖曳效应也很明显。有趣的是，基本不稳定模式的振荡周期只依赖于激波半径，而与注入参数无关。
2009-01-26 astro-ph.HE
The Effects of Accretion Flow Dynamics on the Black Hole Shadow of Sagittarius A$^{*}$
辐射低效吸积流（RIAF）是银河系中心超大质量黑洞人马座A $^{*}$的一种理想吸积模型，它具有次开普勒性质.为了研究RIAF的可观测特征，我们比较了三种流动模型的建模阴影图像、vibrium和光谱，其动力学特征为：（i）开普勒壳，其在最内层稳定圆轨道（ISCO）外刚性旋转，并在ISCO内以恒定角动量下落，（ii）亚开普勒运动，以及（iii）在无穷远处以零角动量自由下落运动。在近毫米波长的发射是由几个史瓦西半径内的流量占主导地位。由于流动动力学的能量转移变得重要和可区分的，这表明流动动力学是一个重要的模型参数解释毫米/亚毫米甚长基线干涉观测与即将到来的，完全组装的事件视界望远镜（EHT）。作为一个例子，我们证明了人马座A $^{*}$在事件视界尺度上的结构变化可以用RIAF的非平稳动力学来解释。
2016-08-10 astro-ph.HE
Lindblad resonance torques in relativistic discs: II. Computation of resonance strengths
我们提出了一个完全相对论计算的扭矩由于Lindblad共振的圆形，赤道轨道上的圆盘围绕史瓦西和克尔黑洞的摄动。计算过程中建立的Lindblad扭矩和引力波形之间的关系发出的扰动和测试粒子在一个稍微偏心的轨道在Lindblad共振的半径。当取非相对论性极限时，我们的结果退化为通常的公式。黑洞周围的圆盘具有m=1的内部Lindblad共振，没有牛顿开普勒类似物;然而，即使在适度的相对论性区域（r/M ~几十），其强度也非常弱，这部分是由于对共振振幅的两个主要贡献（重力电八极和重力磁四极）的部分抵消。对于Kerr黑洞的赤道轨道，我们发现m=1的ILR强度在逆自旋时增强，在逆自旋时被抑制.我们还发现，与m>=2的内部Lindblad共振相关的扭矩相对于非相对论性情况增强;即使当扰动器的半径为25 M时，史瓦西孔的增强也是2倍。
2011-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Two temperature accretion around rotating black holes: Description of general advective flow paradigm in presence of various cooling processes to explain low to high luminous sources
研究了旋转黑洞周围的粘性双温吸积盘。我们描述的全球解决方案的吸积流与子开普勒角动量剖面，通过求解基本的守恒方程，包括显式冷却过程自洽。软光子的韧致辐射、同步辐射和逆康普顿化被认为是对Schwarzschild和Kerr黑洞的次爱丁顿、爱丁顿和超爱丁顿质量吸积率（Kerr参数为0.998）的可能冷却机制。研究发现，在从开普勒到次开普勒过渡区到黑洞事件视界的过程中，对流经过了不同的平流阶段--一般平流阶段到辐射低效阶段，反之亦然。因此，与温度为~ 10^{10.2} - 10^{11.8}K的热质子相比，在爱丁顿单位吸积率为0.01 <~ \mdot <~ 100的范围内，流控制着低得多的电子温度~10^8-10 ^{9.5} K。因此，该解可能解释活动星系核和X射线双星发射的硬X射线和γ射线。然后，我们表明，弱粘性流预计将冷却为主，特别是在光盘的内部区域，相比之下，其高粘性对应的辐射效率低。有了所有的解，我们最终重现了在不同的输入参数组合下，如质量吸积率、比热比，欠馈活动星系核和类星体（如Sgr A^*）到超亮X射线源（如SS 433）的观测光度。这组解还适当地预测了在高亮度活动星系核和超亮类星体（如PKS 0743-67）中观测到的光度。
2009-10-23 astro-ph.HE gr-qc
Spherical Accretion Flow onto General Parameterized Spherically Symmetric Black Hole Spacetimes
黑洞吸积的跨音速现象和光子球的存在是黑洞视界附近强引力场的特征。本文研究了一般参数化球对称黑洞时空上的球吸积流。为此，我们分析了各种理想流体的吸积过程，如超刚性，超相对论，亚相对论类型的等温流体和多方流体，分别。详细研究了一般参数化球对称黑洞中Schwarzschild黑洞外的额外参数对上述实验流体流动行为的影响。此外，通过研究理想光子气体的吸积，进一步讨论了一般参数化球对称黑洞吸积光子气体的声速半径与光子球的对应关系。我们的分析的一些可能的未来扩展进行了讨论。
2020-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Two temperature viscous accretion flows around rotating black holes: Description of under-fed systems to ultra-luminous X-ray sources
讨论了旋转黑洞周围的双温吸积盘流。我们知道，为了解释观测到的硬X射线的开普勒角动量轮廓的选择是不是唯一的，我们考虑的磁盘的子开普勒制度。在没有任何严格的磁场结构知识的情况下，我们假设冷却机制是以韧致辐射过程为主。我们表明，在Shakura-Sunyaev粘度参数$0.2\gsimα\gsim0.0005$的范围内，流动行为变化很大，特别是通过磁盘的大小，冷却效率和相应的温度的离子和电子。我们还表明，一个旋转的黑洞周围的磁盘是热的相比，周围的史瓦西黑洞，呈现在前一种情况下的离子和电子温度之间的差异较大。所有的理论解都已到手，最后我们再现了观测到的光度（$L$）的两个极端情况--欠馈活动星系核和类星体（例如Sgr $A^*$）与具有$L\gsim 10^{33}$ erg/sec的超发光X射线源，在质量吸积速率、比热比、Shakura-Sunyaev粘度参数和Kerr参数的不同组合下，并得出结论，Sgr $A^*$可能是一个中等自旋的黑洞。
2009-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Newtonian analogue of static general relativistic spacetimes: An extension to naked singularities
我们对静态球对称广义相对论（GR）时空构造了一个类牛顿的类牛顿势，并导出了对应于Janis-Newman-Winicour（JNW）和Reissner-Nordström（RN）时空的类牛顿势，这两个时空都具有裸奇点.推导出的电位再现整个GR功能，包括测试粒子运动的轨道动力学和轨道轨迹，具有精确的精度。JNW和RN几何中的粒子轨道动力学的性质，包括它们的轨迹轮廓，与史瓦西几何中的粒子动力学的性质相比，显示出完全不同的行为和独特的特征。利用类牛顿势，我们发现，在对应于JNW和RN几何的裸奇点周围，几何薄而光学厚的开普勒吸积盘的辐射效率一般都高于Schwarzschild几何.因此，导出的电位将有助于研究天体物理过程，特别是在裸奇点存在的情况下，研究活动星系核或XRB中更复杂的吸积现象，从而探索它们的观测特征与黑洞存在时的观测特征的任何明显差异，以确定与引力有关的悬而未决的有争议的问题--我们物理宇宙中引力坍缩的终态是否使黑洞（BH）或裸奇点。
2015-11-06 astro-ph.HE gr-qc
Tidal disruption of small satellites orbiting black holes
含有黑洞或中子星的低质量X射线双星（LMXB）的功率谱具有准周期振荡（QPO）的特征。双峰高频QPO的特征在于，频率对于距离紧凑物体10 r_g以内的物质而言是典型的。我们考虑围绕史瓦西黑洞运行的物质团块，它们由于潮汐相互作用而变形。我们给出了相应的光变曲线和功率谱的初步计算。我们能够将模拟的功率谱与包含黑洞的LMXB XTE J1550-564中观察到的功率谱的高频部分相拟合。我们的数值模拟再现了双高频QPO和幂律。下峰对应于开普勒频率，上峰对应于开普勒频率和径向频率之和。
2009-02-12 astro-ph.HE
Estimation of Mass of Compact Object in H 1743-322 from 2010 and 2011 Outbursts using TCAF Solution and Spectral Index - QPO Frequency Correlation
著名的黑洞候选者H~1743-322在几次爆发中表现出时间和光谱的变化。每天的变化的吸积率和流动的几何形状的变化，每天的基础上，在每一个爆发可以很好地理解使用最近实施的两个组件平流（TCAF）的粘性跨音速流方程的解决方案作为一个附加表模型在XSPEC。这极大地提高了我们对吸积流动力学的理解。最有趣的是，该解决方案允许将黑洞候选者的质量视为自由参数，并且可以从光谱拟合估计质量。本文拟合了2010年和2011年两次连续爆发的H~1743-322数据，研究了两个分量（开普勒和次开普勒）吸积速率、激波位置（即，康普顿云的大小）等。我们假设模型归一化在这两个爆发中的状态之间保持相同。我们用它来估计黑洞的质量，发现它在$9.25-12.86 M_\odot$的范围内。为了比较，我们还使用光子指数与QPO频率相关方法估计质量，结果是使用GRO J1655-40作为参考源的$11.65 \pm 0.67 M_\odot$。结合这两个估计，致密物体的最可能质量变为$11.21^{+1.65}_{-1.96} M_\odot$。
2016-11-04 astro-ph.HE
Gravity as emergent phenomena for spherically symmetric black hole accretion of multi-component flow with relativistic equation of state
本研究针对非旋转黑洞球对称多组分相对论吸积流，构建定常跨声速吸积解并开展线性扰动稳定性分析，发现吸积流中会涌现类黑洞声度规与声学视界，并探究了类比表面引力随吸积参数的变化规律。
2025-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Stationary Axisymmetric Configuration of the Resistive Thick Accretion Tori around a Schwarzschild Black Hole
我们研究了在外部引力和由非旋转中心物体产生的内禀偶极磁场作用下的厚吸积盘。在本文中，我们推广了Tripathy，Prasanna $\&$ Das（1990）的静态轴对称电阻环的牛顿理论，包括完全广义相对论的特点。如果我们要获得稳态配置，我们必须考虑磁流体的有限电阻率，以避免场线在吸积盘中的任何地方堆积。电导率的有效值必须比经典电导率小得多，才能在天体物理学上引起兴趣。在外加偶极磁场的作用下，吸积等离子体产生方位角方向的电流。由于磁流体的运动而产生的方位电流改变了盘内部的磁场结构，并为盘产生极向磁场。我们已经发现的解决方案表明，径向流入，压力和密度分布强烈修改的电导率在相对论和牛顿制度。然而，电导率系数的范围是不同的，以及角动量参数和最内稳定圆轨道的半径的范围。此外，它示出的圆盘，这是不依赖于电导率的方位角速度是次开普勒在所有的径向距离为两个制度。由于压力梯度和磁力的存在。这项工作也可能是重要的广义相对论计算磁流体力学，遭受缺乏精确的分析解决方案，需要测试计算机代码。
2016-03-05 astro-ph.HE
Radiative acceleration of relativistic jets from accretion discs around black holes
本文通过数值模拟研究黑洞吸积盘辐射对电子-质子及电子-正电子喷流的加速作用，发现正负电子对主导的喷流可被辐射驱动至超相对论速度，并探讨了辐射加速失效的极限条件。
2024-10-22 astro-ph.HE
Status of the accretion flow solution in the Golden Jubilee year of the discovery of extra-solar X-ray Sources
自从贾科尼和他的团队首次发现太阳系外的X射线源以来，50年过去了，我们今天知道这是一些恒星质量的黑洞。到1973年，不仅制作了这些神秘天体的目录，还获得了它们的光谱。今天，四十年过去了，因为薄，轴对称，开普勒，磁盘模型的革命性想法由Shakura和Sunyaev出版。然而，它们的辐射特性的完全可预测性仍然像以往一样虚幻。到目前为止，唯一可用的自洽解是既考虑了加热效应又考虑了冷却效应的广义粘性跨音速流解。我证明，最新的“阿凡达”的吸积/流出的图片，广义双组分对流（GTCAF），是能够解释几乎所有的黑洞的观测结果时，随时间变化的模拟结果的粘性和辐射过程也被考虑在内。我还讨论了可预测性的问题，并认为，了解同伴的行为在其习惯的质量损失，椭圆率的轨道，磁性等是非常重要的预测的吸积流的发射特性。
2013-10-08 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
Parameter study for hot spot trajectories around Sgr$A*$
本研究开发了广义相对论辐射转移代码，通过参数研究 Sgr$A*$ 附近热点运动，发现不同热点轨迹模型对轨道频率的偏好，并指出远观测者难以区分 Schwarzschild 与 Kerr 黑洞及不同观测角度的正面轨道。
2024-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Using gas clouds to probe the accretion flow around SgrA*: G2's delayed pericenter passage
我们研究了最近在银河系中心发现的气体云G1和G2的动力学演化。根据早期的研究表明，这两个云是一个更大的气体流光的一部分，我们将它们的轨道合并成一个单一的轨迹。由于气体云受到来自背景气体的拖曳力，因此这个轨迹并不完全是开普勒轨道。通过假设G1和G2云遵循这一轨迹，我们拟合了它们所经历的拖曳力，从而提取了距离黑洞数千个史瓦西半径的吸积流的信息。这个半径范围对于黑洞吸积理论是很重要的，但目前还没有观测到。在本文中，我们扩展了我们以前的工作占径向力由于可能的流入或流出的背景气体。这种径向力驱动轨道平面中的进动，允许稍微更好地拟合G1和G2数据。相对于开普勒轨道拟合的估计，这种岁差使G2的近心通过延迟了4 - 5个月;如果证明有可能通过观测确定近心时间，这就可以立即测试G1和G2是否是较大气体流光的气体云的一部分。如果G2确实是一个气体云，那么它最接近地球的时间可能是在2014年夏末，当时许多监测G2预期的近心点通过的观测活动已经结束。我们将讨论这如何影响G2观测的解释。
2016-02-08 astro-ph.HE
Shocks in radiatively driven time dependent, relativistic jets around black holes
研究了在吸积盘辐射场影响下的含时相对论喷注。吸积盘由内部致密的日冕和外部亚开普勒盘组成。流体的热力学由多组分流体的相对论状态方程（EoS）控制，从而能够研究组合物对射流动力学的影响。喷流起源于中心黑洞附近，那里的引力效应很明显，并且穿越很长的距离，只有特殊相对论处理才足够。所以我们修改了平坦度规，把引力的影响包括进去。在这个修改后的相对论框架中，我们已经开发了一个新的总变差递减（TVD）的例程，随着多物种EoS的目的。我们表明，射流的加速至关重要地取决于流量组成。所有的结果都是跨音速的，从很低的喷射速度开始，射流可以达到高的洛伦兹因子。对于亚爱丁顿光度，轻子主导的喷流可以被加速到洛伦兹因子> 50。由于吸积盘动力学的变化而引起的辐射场的变化将在有限的时间内传播到喷流。因此，由于圆盘结构的变化而引起的辐射场的任何变化都会在影响外部之前影响射流的下部。这可以驱动射流中的激波转变。取决于盘振荡频率、振幅和射流参数，这些冲击可以彼此碰撞并且可以触发冲击级联。
2022-05-21 astro-ph.HE
Self-similar solutions for finite size advection-dominated accretion flows
研究了不同外边界位置对跨音速对流占优吸积流（ADAF）流动变量的影响，其中能量常数（$E$）是变化的。利用ADAF解，研究了不同边界层下径向体积速度$(\vr\propto r^{-p})$的一般幂指数规律，但旋转速度和声速的幂指数随半径的变化规律不变。这里，$p\geq0.5$是幂指数。该幂规则给出了两种类型的自相似解;首先，当$p=0.5$给出第一类自相似解并且存在无限长时，Narayan \& Yi已经发现ADAF，第二，当$p>0.5$给出第二类自相似解并且存在有限长时，这对应于我们的ADAF新解。将这一指数法则应用于流体方程中，发现当$p>0.5$时，马赫数（$M$）和平流因子（$\fadv$）随半径变化。ADAF和开普勒盘的局部能量在BL处匹配得很好。因此，本文的理论研究支持了吸积盘的双区结构理论，并讨论了其它可能的混合盘结构。本研究可以有两个主要的影响与变化的$p$ ;第一，可以帮助理解流出和非热光谱变化的黑洞候选人，第二，可以帮助解决偏微分方程的任何大小的平流盘。
2019-05-04 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
Images and Spectra of Time Dependent Two Component Advective Flow in Presence of Outflows
双分量平流（TCAF）理论成功地解释了爆发源或持续源的光谱和时间特性。由于光子的引力弯曲，有康普顿云或离心压力支持的边界层（CENBOL）的静态TCAF图像以前已经被研究过。本文研究了Schwarzschild黑洞周围平流流的时间相关图像，其中包括由于来自Keplerian盘的软光子的康普顿化以及自洽产生的喷流和流出的冷却效应。我们显示了一个典型的波束宽度卷积后的磁盘喷射系统的整体图像。含时系统的长曝光图像不需要显著地显示黑洞视界，除非观察的是没有喷流的软态或沿喷流轴的系统。假设这些盘状喷流结构也与射电发射系统有关，我们的结果将有助于寻找Seyfert星系、RL类星体中高吸积率超大质量黑洞事件视界。
2018-05-02 astro-ph.HE
Accretion Flow Properties of GRS 1915+105 During Its $θ$ Class Using AstroSat Data
银河系微类星体GRS 1915+105表现出丰富的可变性，可分为不同的类别。本文通过对GRS 1915+105的时间和光谱分析，研究了光变曲线为$θ$类变时吸积流的性质。为此目的，我们使用的LAXPC数据从印度的第一个多波长天文卫星AstroSat的机会观测的目标。$θ$类的特点是光变曲线中反复出现U形区域，其中光子计数率首先快速下降，然后缓慢增加。在我们的分析中，我们使用了2016年3月4日前两个轨道（02345和02346）的U形区域。在这两种情况下，动态功率密度谱（PDS）在$4-5$ Hz附近显示出显著的功率，表明在该频率间隔附近存在低频准周期振荡（QPO）。QPO频率随时间的增加时，能量通量的增强也发生。从光谱的演变，我们确定在这两个观测的吸积流参数的演变。在$4-25$ keV能区，用基于跨音速流解的双组分对流（TCAF）模型对谱进行拟合，结果表明，随着辐射强度的增加，Keplerian盘吸积率增大，而离心压力驱动的激波阵面位置减小.在这两个数据中，幂律光子指数随强度的逐渐增加，表明源的逐渐软化。
2021-07-05 astro-ph.HE
Breathing Oscillations in a Global Simulation of a Thin Accretion Disk
我们研究了一个轴对称的，粘性的，辐射的，广义相对论流体动力学模拟的几何薄盘周围的非旋转，$6.62\,M_\odot$黑洞的振荡。数值设置初始化与诺维科夫-索恩，气体压力占主导地位的吸积盘，初始质量吸积率为$\dot{m} = 0.01\,L_\mathrm{Edd}/c^2$（其中$L_\mathrm{Edd}$是爱丁顿光度和$c$是光速）。使用$α$处方处理粘度。模拟是在三个史瓦西半径（ISCO半径）下进行的，大约是$1000$开普勒轨道周期。功率密度谱的径向和垂直的流体速度分量，总（气体$+$辐射）的中平面压力，和垂直分量的辐射通量从光球，都揭示了强大的功率在本地呼吸振荡频率。在数据中还清楚地看到呼吸振荡的第一、第二和第三谐波。我们通过提取径向和垂直速度分量和总压的本征函数来量化这些振荡的性质。这证实了这些振荡与呼吸运动相关联。
2018-10-12 astro-ph.HE
Near-infrared polarimetry as a tool for testing properties of accreting super-massive black holes
几个大质量的黑洞在时间尺度上表现出通量的变化，对应于几个史瓦西半径量级的源大小。我们调查了近红外和X射线偏振测量的潜力，以约束这样的黑洞系统的物理性质，即它们的自旋和倾角。我们已经集中在一个模型中的轨道热点是嵌入在一个吸积盘。一种新的方法，搜索正交极化通道之间的时间延迟的开发和应用到一个合奏的热点模型，采样范围广泛的参数空间。我们发现，热点模型预测的签名在偏振光，这是在不久的将来直接测量的范围内。然而，我们的估计预测的假设开普勒速度分布内的流的主要部分的磁场是环形的。我们还发现，如果可以为每个源选择正确的吸积流模型（例如，基于磁流体动力学模拟），则黑洞的自旋和倾角可以被限制在自旋倾角空间中的一个小的二维区域。应用该方法的人马座A*（Sgr A*）的近红外偏振数据的结果。它表明，即使与目前可用的数据的Sgr A* 的自旋和倾角可以被约束。下一代近红外和X射线偏振仪应该能够利用这一工具。
2011-02-03 astro-ph.HE gr-qc
The Parabolic Jet Structure in M87 as a Magnetohydrodynamic Nozzle
从亚毫角秒到角秒尺度的M87喷流的结构和动力学连续检查。我们分析了在43和86 GHz的VLBA档案数据，以测量VLBI核心的大小。毫米/亚毫米VLBI核心被认为是最里面的喷流发射，这是最初由Blandford和Königl提出的。这些组件相当遵循外推抛物线流线在我们以前的研究，使喷流有一个单一的幂律结构，近5个数量级的距离从附近的超大质量黑洞（SMBH），小于10史瓦西半径（$r_{\rm s}$）。我们进一步检查的射流抛物面结构作为磁流体动力学（MHD）喷嘴的对应物，以确定批量加速的属性。我们解释说，抛物线射流由坡印廷通量占主导地位的流量，由大振幅，非线性扭转阿尔文波。本文研究了抛物型非相对论磁流体喷管方程。跨快磁音速流的性质类似于帕克流体动力学太阳风的跨音速解;在$\sim 10^{3}\,r_{\rm s}$附近，喷流变得超逃逸和超快磁音速，而上游跨阿尔夫维尼克流的速度在$\sim 10^{2}$ - $10^{3}\, r_{\rm s}$处作为距离的函数线性增加。我们在这里指出，这是在天体物理喷流中识别这些特征的第一个证据。我们建议，M87喷流是磁加速，但热限制的分层ISM内的重力影响的SMBH潜在的领域，这可能是一个规范的AGN喷流。
2013-08-06 astro-ph.HE
OSIRIS: A New Code for Ray Tracing Around Compact Objects
在类星体和活动星系核中观测到的辐射主要是由靠近黑洞事件视界的相对论等离子体产生的，在那里强引力效应是相关的。这类系统的观测数据可以与理论模型进行比较，从而推断出黑洞和等离子体的性质。在比较过程中，射线追踪算法对于计算光子从光源到望远镜的轨迹至关重要。在本文中，我们提出OSIRIS：一个新的稳定的FORTRAN代码能够有效地计算零测地线周围紧凑的对象，包括广义相对论效应，如引力透镜，红移，相对论助推。该算法是基于哈密顿公式，并使用不同的积分方案来发展零测地线，同时跟踪误差的哈密顿约束，以确保物理结果。通过误差分析发现，所有的积分方案都是稳定的，最好的一个积分方案的误差保持在$10^{-11}$以下。特别地，为了测试程序在弯曲时空中演化测地线的鲁棒性和能力，我们计算了具有不同旋转参数的Kerr黑洞的阴影环和Einstein环，并得到了Schwarzschild黑洞周围的薄Keplerian吸积盘的图像.虽然OSIRIS既不与MPI也不与CUDA并行化，但计算时间与这些类型的并行计算平台的其他代码报告的计算时间具有相同的顺序。
2022-01-31 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
Magnetic reconnection plasmoid model for Sagittarius A* flares
受黑洞磁层全局粒子模拟启发，本文提出了基于磁重联抛射大型等离子体团的人马座 A* 红外耀斑半解析模型，通过显式建模发射机制并沿零测地线传输辐射，成功解释了 GRAVITY 观测的超开普勒运动与通量变化。
2023-01-27 astro-ph.HE
Accretion dynamics in black holes with spontaneous Lorentz symmetry breaking
本文研究了由 Kalb-Ramond 场引发自发洛伦兹对称性破缺的黑洞吸积动力学，发现该破缺参数显著影响等温和多方流体的临界点、流结构与吸积率。
2025-07-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Properties of magnetically supported dissipative accretion flow around black holes with cooling effects
本文研究了在环形磁场作用下Schwarzschild黑洞吸积盘周围的平流主导吸积流的全局结构。我们认为同步辐射过程是一种有效的冷却机制。在此基础上，通过探索边界条件和耗散参数的变化，即吸积率（${\dot m}$）和粘性（$α_B$），得到了整体跨音速吸积解。依赖于初始参数，稳态吸积流可以具有离心支撑激波。即使在耗散水平相对较高的情况下，这些整体激波解也存在。我们研究了冲击波的性质，并观察到冲击后电晕（以下简称PSC）的动力学是由流动参数。有趣的是，我们发现当耗散参数超过临界值时，激波解完全消失。采用绝热指数的正则值作为$γ=4/3$（超相对论性）和$1.5$（半非相对论性），计算了粘性参数的临界值$α^{\rm cri}_B$，发现在气体压力主导区域，$γ=4/3$的临界值为$α^{\rm cri}_B \sim 0.4$，$γ=1.5$的临界值为$α^{\rm cri}_B \sim 0.27$.我们进一步表明，全球冲击的解决方案是相对更明亮的无冲击的解决方案相比。此外，我们还计算了冲击溶液的同步辐射谱。当冲击被认为是耗散性质时，它将具有重要的含义，因为PSC处的可用能量可以用于为从PSC逃逸的流出物质提供动力。为此，我们计算了最大激波光度，并讨论了我们目前的形式主义的观测意义。
2017-10-03 astro-ph.HE
Observable gravitational waves from tidal disruption events and their electromagnetic counterpart
我们估计潮汐破坏事件（TDEs），将与未来的引力波探测器，以及这些事件的最可能的属性和他们可能的电磁对应的速度。为此，我们结合标准的引力波和电磁结果与详细的速率估计。我们发现，\emph{Laser Interferometer Space Antenna}（LISA）不应该检测到任何TDE，除非黑洞（BH）通常嵌入一个年轻的恒星星族，在这种情况下，可能导致多达10个事件在任务期间。如果有引力波观测，这些事件也应该可以在X射线或电磁波谱的光学/紫外部分观测到，这可能为TDE开辟多信使时代。LISA之后的一代探测器将至少每年在宇宙学距离上观察$10^4$ TDE，从而可以进行人口研究并限制黑洞质量函数。在所有情况下，最可能发生的事件应该是在质量为史瓦西半径处的开普勒频率与探测器的最佳频率相似的黑洞周围，并且具有大的穿透因子。
2021-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The last migration trap of compact objects in AGN accretion disc
激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座探测器探测到的许多黑洞（BH）的质量比X射线双星中的黑洞大好几倍。一种可能性是，一些黑洞在超大质量黑洞（SMBH）的几个史瓦西半径内合并，使得引力波（GW）高度红移，导致从GW信号推断的质量似乎高于实际质量。这种情况的困难在于BBH到SMBH的距离如此之小。在这里，我们回顾了活动星系核（AGN）的吸积盘中的紧凑对象（CO）的迁移的理论模型。我们发现，当吸积率很高，使光盘是最好的描述由薄盘模型，在光盘中的CO可以迁移到一个半径接近最内稳定圆轨道（ISCO），并被困在那里的AGN的剩余寿命。准确的捕获半径与细长盘的次开普勒旋转和超开普勒旋转之间的过渡区域相吻合。我们称这个区域为“最后的迁移陷阱”，因为在它里面，CO不再能被长时间地捕获。我们查明的参数空间，可能会导致这样的陷阱，我们估计，最后的迁移陷阱贡献了百分之几的LIGO/处女座事件。我们的结果意味着LIGO/Virgo发现的几个BBH可能具有较小的固有质量。
2021-04-15 astro-ph.HE
