Strong field effects on emission line profiles: Kerr black holes and warped accretion disks
如果黑洞周围的吸积盘被来自非热日冕的硬X射线照射，则会从吸积盘的内部区域发射荧光铁线。发射谱线的轮廓将显示出各种强场效应，这可能是探测黑洞自旋参数和吸积盘结构的一种方法。在本文中，我们推广了以前的相对论性线轮廓模型，包括黑洞的自旋效应和非轴对称的扭曲吸积盘。我们的结果显示了不同于传统计算的Kerr黑洞盘和Schwarzschild黑洞盘的特征，同时显示了多个峰，相当长的红尾和随盘进动的线轮廓的时间变化.我们展示了一个遥远的观察者所看到的圆盘图像，这些图像被强引力扭曲了。虽然本文主要考虑铁K壳层线，但计算是一般的，对任何由围绕黑洞的翘曲吸积盘产生的发射线都是有效的。
2011-10-22 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
Probing spacetime and accretion model for the Galactic Center: Comparison of Kerr and dilaton black hole shadows
在黑洞附近，强引力、等离子体物理和发射过程的影响支配着系统的行为。由于像EHT这样的观测还不能明确地约束天体物理和引力性质的模型，因此必须探索吸积模型、粒子分布函数和时空几何的描述。我们目前对这些性质的理解通常是基于这样的假设，即时空是由广义相对论的克尔解很好地描述的，结合基本的发射和吸积模型。我们探索每个属性执行广义相对论磁流体力学和辐射转移模拟的替代模型。通过选择广义相对论的Kerr解和Einstein-Maxwell-Maxwell-Axion-Axion引力的Kerr子解作为典型的黑洞背景时空，我们的目标是研究吸积和发射模型对区分两种引力理论中黑洞能力的影响.我们进行三维广义相对论磁流体力学模拟的两个黑洞，在其最内层的稳定的圆形轨道相匹配，在两个不同的吸积方案。使用广义相对论辐射转移计算，我们模拟的热同步辐射，并在下一步中应用非热电子分布函数，探索代表性的参数与多波长观测比较。我们进一步考虑Kerr黑洞和Kerson黑洞在它们不稳定的圆形光子轨道上的匹配，以及它们的事件视界。从多波长发射和光谱指数分析中，我们发现吸积模型和时空对光谱的影响相对于发射模型的选择来说很小。
2023-01-23 astro-ph.HE
General Relativistic Numerical Simulation of sub-Keplerian Transonic Accretion Flows onto Rotating Black Holes: Kerr Spacetime
利用广义相对论数值模拟程序研究了黑洞的亚开普勒跨音速吸积流的时间演化。我们围绕具有非零旋转的黑洞进行模拟。我们首先比较一维模拟结果与理论结果，并验证我们的代码的性能。接下来，我们提出的结果，轴对称，二维模拟平流。在文献中，没有描述二维定常激波解的解。然而，我们的模拟产生这些离心力支持稳定的冲击波，即使在存在的惯性系的强拖动。由于激波后区域可能是热的，并通过康普顿化向上散射光子，这些激波会在光谱上留下印记。因此，我们的解决方案，这代表了真正的新的结果，可能是有用的，通过辐射光谱的吸积克尔黑洞的测量自旋。
2018-10-30 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
artpol: Analytical ray-tracing method for spectro-polarimetric properties of accretion disks around Kerr black holes
本文提出解析光线追踪技术artpol，用于快速提取Kerr黑洞吸积盘的光谱偏振参数，准确且比数值方法快四个数量级，可直接拟合IXPE观测数据。
2023-08-29 astro-ph.HE
Hysteresis effects and diagnostics of the shock formation in low angular momentum axisymmetric accretion in the Kerr metric
研究了旋转黑洞周围纯广义相对论性低角动量吸积流的长期演化，发现吸积流具有滞后效应。这证实了在克尔度规中，定常激波是这种吸积盘的一个组成部分。描述吸积物质动力学流速空间梯度的方程等价于一阶自治动力系统。固定点分析保证了对于某些天体物理学相关的初始边界条件，这种流动必须是多跨音速的。与文献中已有的共识相反，证明了临界点和声学点一般不是同构的。具有多个临界点的流的同宿轨道选择了具有较高熵吸积率的临界点，证实了熵吸积率是系统中简并的消除剂。然而，在某些特殊情况下，也观察到异宿轨道，其中两个鞍型临界点的流配置具有相同的熵吸积率。拓扑异宿轨道是唯一允许的非可移动的退化解的吸积流与多个临界点，并被证明是结构不稳定。根据适当的初始边界条件，同宿轨道可以通过能量守恒的Rankine-Hugoniot型定常激波与标准的非同宿轨道相结合。本文提出了一个有效的李雅普诺夫指数，用以分析确定为什么某些跨音速流即使产生多个临界点也不能容纳激波解。（节录）
2009-06-24 astro-ph.HE
Two temperature accretion flows around rotating black holes and determining the kerr parameter of sources
我们模拟两个温度的粘性吸积流在次开普勒，光学薄，政权周围的旋转黑洞，包括重要的辐射效应自洽。该模型成功地解释了从超亮到欠亮光源的观测光度，并预言了黑洞的自旋参数。
2011-01-24 astro-ph.HE gr-qc
An analytic toy model for relativistic accretion in Kerr spacetime
本文提出了一个相对论模型，描述了落在克尔黑洞上的非相互作用粒子旋转云的稳态轴对称吸积流。基于弹道近似，流线解析描述的类时测地线，而一个简单的数值计算方案的密度场。提出了一种新的方法，通过一个单一的解析表达式来描述所有可能的轨道类型。这个模型是一个有用的工具，突出纯粹的相对论签名吸积流动力学来自一个强大的引力场与帧拖动。特别是，我们探讨了由于这之间的自旋的黑洞和角动量的下落物质的耦合。此外，我们演示了如何将此解析解用于基准广义相对论数值流体动力学代码，通过将其与光滑粒子流体动力学模拟的结果进行比较，以获得一个类似的设置。这些模拟首先进行弹道流（零压力），然后为流体动力学的，我们测量的压力梯度的影响，从而探索弹道近似的适用范围。
2012-12-19 astro-ph.HE
A code to compute the emission of thin accretion disks in non-Kerr space-times and test the nature of black hole candidates
天体物理学上的黑洞候选者被认为是广义相对论预测的克尔黑洞，但这些物体的实际性质仍有待证明。对候选黑洞周围几何薄而光学厚的吸积盘所发射的电磁辐射进行分析，可以提供关于致密物体周围时空几何的信息，从而可以检验克尔黑洞假说。在本文中，我提出了一个基于光线追迹方法的代码，能够计算薄吸积盘的时空偏离克尔背景的一些基本性质。该程序可用于拟合当前和未来恒星质量黑洞候选者的X射线数据，并约束自旋参数-形变参数平面中可能偏离克尔几何的情况。
2012-11-25 astro-ph.HE gr-qc
Study of relativistic accretion flow in Kerr-Taub-NUT spacetime
研究了Kerr参数（$a_{\rm k}$）和NUT参数（$n$）表征的Kerr-Taub-NUT（KTN）时空中相对论性、定常、轴对称、低角动量、无粘、平流、几何薄吸积流的性质.根据$a_{\rm k}$和$n$的值，KTN时空代表黑奇点或裸奇点。通过求解描述KTN时空中相对论性吸积流的控制方程，得到了KTN黑洞周围所有可能的整体跨音速吸积解，这些解是由吸积流的能量$({\cal E})$和角动量$(λ)$给出的.我们确定了$λ-{\cal E}$平面上KTN黑洞流具有多个临界点的参数空间区域。我们研究了由于$a_{\rm k}$和$n$对参数空间的修改，发现$a_{\rm k}$和$n$在确定参数空间中的作用是相反的。这清楚地表明NUT参数$n$有效地减轻了黑洞旋转对吸积流结构的影响。此外，我们计算了最大盘光度（$L_{\rm max}$）对应的吸积解决方案周围的KTN黑洞和一组给定的$a_{\rm k}$和$n$。此外，我们还研究了裸奇点周围所有可能的流动拓扑，发现在裸奇点周围存在一个流动无法到达的区域。我们研究了裸奇点的临界点性质，发现流最多有四个临界点。最后，我们得到了裸奇点多个临界点的参数空间，发现随着$a_{\rm k}$的增大，参数空间收缩并向低$λ$和高${\cal E}$侧移动，最终消失.
2020-06-16 astro-ph.HE
Image of the Kerr-Newman black hole surrounded by a thin accretion disk
本文利用椭圆积分和光线追踪方法推导了带薄吸积盘的Kerr-Newman黑洞图像，发现观测倾角、自旋和电荷会影响图像不对称性与内部阴影畸变，且不同观测频率及顺逆行吸积盘场景下的强度分布存在显著差异。
2024-11-12 astro-ph.HE
Magnetised Accretion Discs in Kerr Spacetimes II: Hot Spots
上下文准周期性的变化已被观察到的X射线双星窝藏黑洞候选人的数量。在广义相对论中，黑洞由克尔度规唯一描述，根据宇宙审查猜想，曲率奇点总是必须被事件视界覆盖。目标。本文研究了外磁场对Kerr黑洞和裸奇点周围薄吸积盘中轨道热点光变曲线的影响。方法.我们采用射线跟踪算法来计算光变曲线和功率谱的均匀和偶极磁场配置，假设之间的弱耦合的磁场和光盘的问题，由一个遥远的观察者看到这样的热点。结果我们表明，外部偶极磁场的存在下，导致潜在的可观察到的修改这些信号的克尔黑洞和裸奇点，而外部均匀的磁场几乎没有影响。特别是，我们证明了从一个热点附近的最内部的稳定的圆形轨道的裸奇点在偶极磁场的发射可以显着比发射相同的热点在没有这样的磁场。结论.我们的模型与观测数据的比较，可以让我们研究的几何形状的磁场周围的紧凑的对象，并测试宇宙审查猜想与其他观测，如热连续谱和铁线轮廓。
2015-11-30 astro-ph.HE
Neutrino oscillations in a neutrino-dominated accretion disk around a Kerr BH
在长伽玛射线暴的双星驱动超新星模型中，一颗碳氧星在近轨道中子星双星伴星的存在下爆炸为超新星。超临界（即高度超爱丁顿）吸积的喷出物物质到中子星套，使其达到临界质量，从而形成克尔黑洞。我们最近已经表明，在中子星的吸积过程中，快速中微子味振荡发生。数值模拟结果表明，一部分喷出物与新生的Kerr黑洞保持束缚，导致新的超临界吸积过程。我们在这里的地址，也为这一阶段的二进制驱动的超新星，中微子味振荡的发生给定的极端条件下的高密度（高达$10^{12}$克厘米$^{-3}$）和温度（高达数十兆电子伏）在这个磁盘内。在双味形式（$ν_{e}ν_{x}$）下，我们估计了在中微子自相互作用的中微子集体效应作用下，电子和非电子中微子含量的\textcolor{red}{behaviour}.我们发现，在倒置的质量等级的情况下，中微子振荡的磁盘内的频率之间的$\sim (10^{5}$ - $10^{9})$的$^{-1}$，导致磁盘实现味均分。这意味着，在克尔黑洞附近的中微子湮灭（$ν+ \barν \to e^{-} + e^{+}$）的能量沉积率，是小于以前的估计，在文献中不占磁盘内的味道振荡。缩减因子的确切值取决于$ν_{e}$和$ν_{x}$光学深度，但它可以高达$\sim 5$。这项工作的结果是在新的天体物理背景下分析中微子振荡的第一步，因此，值得进一步关注。
2020-12-30 astro-ph.HE
Dynamical properties of magnetized low angular momentum accretion flow around a Kerr black hole
本文利用广义相对论磁流体力学模拟Kerr黑洞周围低角动量吸积流，发现中等角动量吸积流在黑洞附近密度、压力和温度最高且呈现非轴对称特性，为解释星系中心超大质量黑洞Sgr A*的复杂观测特征提供了可能解。
2024-03-27 astro-ph.HE
Effect of matter geometry on low angular momentum black hole accretion in the Kerr metric
这项工作说明了如何形成的能量守恒冲击多方吸积和保温冲击等温吸积的各种几何配置的广义相对论，轴对称，低角动量流的克尔度规的影响。吸积流体的相关的冲击前和冲击后的状态，动力学和热力学，进行了全面的研究。在目前的情况下，没有考虑度规上的自引力反作用。一个优雅的特征值为基础的分析方法已被引入到提供定性的描述相轨道对应的静态跨音速吸积的解决方案，而不诉诸涉及的数值方案。已经作出努力，以了解如何弱旋转流的行为在事件视界附近，以及如何这种“准终端”的数量是由不同的物质几何形状的黑洞自旋的影响。因此，我们的主要目的是从数学上证明，对于非自引力吸积，除了相应的时空几何形状，单独的物质几何形状，控制各种冲击引起的现象内观察到的黑洞吸积盘。这项工作有望揭示在视界附近观察到的这种现象如何取决于在其中心窝藏超大质量黑洞的源的物理环境。它还有望揭示吸积相关参数对流动几何和黑洞自旋的依赖性之间的对应关系。等温吸积中的保温激波可能看起来很亮，因为大量的下落物质的静止质量能量在激波表面消散，并且迅速移除这些能量以保持等温性可能会为我们银河系中心发出的X射线/红外耀斑提供动力。
2018-11-15 astro-ph.HE
Inner Accretion Disk Edges in a Kerr-Like Spacetime
根据无毛定理，天体物理学上的黑洞可以用克尔度规唯一描述。为了用电磁波谱或引力波谱的观测来检验这一定理，人们构造了几个类克尔时空，它们以参数形式描述了与克尔时空的可能偏差。对于无毛定理的电磁测试，这样的度量允许对候选黑洞周围的吸积流和从它们发出的辐射进行适当的建模。在许多这样的模型中，吸积盘内缘的位置特别重要。这个内边缘通常被认为与最里面的稳定圆轨道相一致，它可以作为自旋和克尔度规偏差的直接探针。然而，在某些情况下，最内侧的稳定圆形轨道并不存在，相反，吸积盘的内缘是由垂直于盘方向的小扰动的不稳定性决定的。在本文中，我分析了吸积盘的性质，在Kerr-类度规提出的Johannsen和Psaltis [Phys. Rev. D 83，124015（2011）]，其内边缘位于半径的垂直不稳定性发生。我推导出的能量和轴向角动量的圆盘粒子的圆形赤道轨道上移动的表达式，并计算的位置的内部磁盘的边缘。作为一个可能的观察到的这样的吸积盘，我模拟相对论加宽的铁线的配置文件，并表明它们显着依赖于自旋和偏差参数的值。
2013-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Novel mechanism for vorticity generation in black-hole accretion disks
本文用广义相对论和修正的引力公式研究了Schwarzschild和Kerr黑洞周围吸积盘中的涡旋产生。在这两种情况下，克尔几何导致一个“更强”的涡比史瓦西对应的一代。在两个主要的驱动源中，相对论驱动在最内层稳定圆轨道（isco）附近达到峰值，而斜压驱动在更远的距离处占主导地位。这个新的相对论性涡源的后果进行了讨论，在几个天体物理设置。
2015-06-05 astro-ph.HE
Estimation of bipolar jets from accretion discs around Kerr black holes
本文分析了旋转黑洞的绕流问题，得到了广义相对论条件下自洽的吸积-抛射解。在平流区，研究了整个能量-角动量参数空间，得到了激波和无激波吸积解。喷流的运动方程沿von-Zeipel面求解，同时沿赤道面求解吸积盘方程。对于一个给定的自旋参数，质量流出率增加的冲击运动接近黑洞，但最终减少，最大值在一些中间值的冲击位置。有趣的是，我们得到了所有可能的射流解，例如，多临界点的定常激波解，两个临界点的束缚解和单临界点的光滑解。对于自旋参数$a_s\ge 0.5$，射流解可能存在多个临界点。吸积激波越靠近视界，喷流的终端速度越大，且同转黑洞的喷流终端速度比反转和非转黑洞的喷流终端速度大。从数量上讲，对于自旋参数$a_s>0.6$，喷流中可形成激波，喷流激波在赤道面上方的范围在$6r_g$和$130r_g$之间，而对于$a_s>0.99$，若伯努利参数${\cal E}\geq1.01$，喷流终端速度$v_{{\rm j}\infty} > 0.35{\cm}$。
2017-05-27 astro-ph.HE
Image of Kerr-Melvin black hole with thin accretion disk
本文研究了在吸积盘照射下Kerr-Melvin黑洞的观测现象。假设吸积盘位于赤道面上，在几何和光学上都很薄。考虑到在最内层稳定圆轨道（ISCO）外，吸积流沿正向或逆向圆轨道运动，在ISCO内沿倾伏轨道落向视界，我们发展了数值后向射线追踪方法，得到了不同黑洞自旋、磁场强度和观测者倾角时，伴随吸积盘的KMBH像.我们提出了水平和纵向的强度分布，并显示了直接和透镜图像的红移的轮廓。我们的研究表明，内阴影和临界曲线可以用来估计无退化黑洞周围的磁场。
2022-10-04 astro-ph.HE gr-qc
The final stages of accretion onto non-Kerr compact objects
X射线双星系统中的$5 - 20 M_\odot$暗天体和星系核中的$10^5 - 10^9 M_\odot$暗天体目前被认为是广义相对论预言的克尔黑洞。然而，这种识别的直接观测证据仍然难以捉摸，唯一可行的方法来证实克尔黑洞假设是探索和排除任何其他可能性。在这里，我们调查的吸积过程的最后阶段到一般的紧凑对象。而对于克尔黑洞和更多的扁圆体的吸积气体到达最内层的稳定圆轨道（ISCO），并陷入紧凑的对象，我们发现，更多的长形体几种情况是可能的，这取决于时空几何。特别是，我们发现气体到达ISCO，但随后被困在ISCO和致密物体之间的例子。在这种情况下，只有当气体失去额外的角动量，在ISCO内部形成环形结构时，才有可能在致密物体上吸积。
2011-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Shocks in relativistic viscous accretion flows around Kerr black holes
研究了Kerr黑洞周围的相对论粘性吸积流。本文给出了在完全广义相对论中描述定常流运动的控制方程，并在1.5维中求解，得到了以流的比能（${\cal E}$）、比角动量（${\cal L}$）和粘性（$α$）为参数的跨音速整体解。我们得到了一种新的吸积解，这是以前没有报道过的。此外，我们表明，第一次尽我们所知，粘性吸积的解决方案可能包含冲击波，特别是当流量同时通过两个内临界点（$r_{\rm in}$）和外临界点（$r_{\rm out}$）进入克尔黑洞之前。我们检查了冲击特性，即冲击位置（$r_s$）和压缩比（$R$，冲击前沿密度压缩的度量），并表明冲击可以在${\cal L}-{\cal E}$平面中的参数空间的大区域内形成。我们研究了粘性耗散对激波参数空间的影响，发现参数空间随着$α$的增大而缩小。我们还计算了临界粘性参数（$α^{\rm cri}$），超过该参数，驻激波解消失，并研究了黑洞自旋（$a_k$）和$α^{\rm cri}$之间的相关性。最后，我们的工作的相关性被赋予的地方，使用$r_s$和$R$，我们凭经验估计的振荡频率的冲击波阵面（$ν_{QPO}$）时，它表现出准周期（QP）的变化。所得到的结果表明，目前的形式主义似乎是潜在的可行的占QPO频率的范围从毫赫兹到千赫作为$0.386~{\rm Hz}\le ν_{QPO} \left(\frac{10M_\odo…
2019-07-10 astro-ph.HE
How Plasma Composition affects the relativistic flows and the emergent spectra
最近的研究表明，与重子含量有限的流体相比，跨音速正负电子流体是相对论性最小的流体。我们在广义相对论（GR）中计算这些流的光谱，包括光弯曲的影响。我们考虑韧致辐射过程提供种子光子。我们选择在平流区域的吸积，并为简单起见，径向吸积或邦迪型吸积。我们发现，电子正电子吸积流产生最软的光谱和最低的光度。
2013-10-01 astro-ph.HE
Two temperature solutions and emergent spectra from relativistic accretion discs around black holes
一个吸积系统在两个温度制度，承认多个解决方案，为同一套运动常数，产生广泛的不同光谱。将观测到的谱与随机选择的吸积解的谱进行比较，会导致对系统吸积参数的错误估计。我们得到的熵测度的形式，有助于消除解的简并性，使我们能够理解系统的物理学，摆脱了任意的假设。在这项工作中，我们已经展示了吸积系统的光谱和光度如何依赖于运动常数，产生从辐射效率低下的流动到发光流动的解决方案。BH质量的增加定量地改变了系统，使系统更明亮，光谱带宽也增加。更高的BH质量系统从无线电到伽马射线。然而，在一定质量的黑洞周围增加吸积率，对光谱的频率范围几乎没有影响。
2020-07-02 astro-ph.HE
Low angular momentum relativistic hot accretion flow around Kerr black holes with variable adiabatic index
研究了Kerr黑洞周围相对论性的、与时间无关的、低角动量的、无粘的平流吸积流。在考虑相对论性状态方程（REoS）的情况下，我们研究了跨音速流动的性质，发现物理上可接受的临界点（$r^{\rm max}_{\rm out}$）的位置存在一个上界。然而，当假设理想气体状态方程（IEoS）来描述流动时，不存在这样的限制。进一步，我们计算了包含激波的整体吸积解，并在角动量（$λ$）和能量（${\cal E}$）平面上分离了参数空间。我们发现充分的冲击参数空间之间的分歧REoS和IEoS，分别。一般来说，激波后流（相当于激波后电晕，以下简称PSC）的特征是激波位置（$r_s$）和压缩比（$R$，激波前缘上密度压缩的量度），它们是给定输入参数（即$({\cal E}, λ)$）的气流唯一确定的。利用$r_s$和$R$，我们根据经验计算了激波阵面的振荡频率（$ν_{QPO}$），该振荡频率在本质上是准周期的，并根据$ν_{QPO}$在$r_s-R$平面上对弱旋转和快速旋转黑洞周围的REoS的激波参数空间域进行了回溯.最后，我们指出目前的工作的相关性，以解释合理的起源高频QPO（HFQPO）和它的连接与自旋（$a_k$）的银河系黑洞源。
2019-01-14 astro-ph.HE
Choked accretion onto a Kerr black hole
阻塞吸积模型由一个纯粹的流体动力学机制，其中，通过设置赤道极密度对比，球对称吸积流过渡到流入流出配置。这种情况下已经研究的情况下（非旋转）史瓦西黑洞作为中央吸积，以及在非相对论性的限制。在这篇文章中，我们通过研究理想流体在（旋转）克尔黑洞上的吸积来推广这些工作。我们首先描述的机制，通过使用一个稳态的，无旋的解析解的超相对论性完美流体，服从一个刚性的状态方程。然后，我们使用流体动力学数值模拟，以探索更一般的状态方程。分析了黑洞旋转对流动的影响，特别是发现在黑洞旋转参数的所有可能值下，阻塞吸积流入流出形态都占优势，表明了模型的鲁棒性.
2020-12-26 astro-ph.HE gr-qc
Impact of radiative cooling on the magnetised geometrically thin accretion disk around Kerr black hole
本文通过GRMHD模拟研究克尔黑洞磁化薄吸积盘，揭示吸积率与磁场强度共同调控盘风结构和日冕温度，从而影响X射线双星爆发中的光谱态转变。
2025-01-06 astro-ph.HE
Thick disk accretion in Kerr space-time with arbitrary spin parameters
在本文中，我们将我们以前关于黑洞和超自旋球对称吸积的工作推广到流体初始角动量有限的情况。我们运行2.5D和3D广义相对论流体动力学模拟的吸积的脂肪盘。我们研究如何吸积过程的变化，通过改变我们的模型的参数值。我们表明，流体角动量的值决定了关键的打开和关闭生产强大的赤道外流周围的超旋。对于共转盘，赤道外流有效地产生，即使相对较低的自旋参数或相对较大的超旋半径。相反，对于反向旋转的圆盘，赤道流出被显著抑制，并且它们仅在有限的情况下是可能的。我们还研究了倾斜盘周围的吸积。
2010-09-26 astro-ph.HE gr-qc
3D simulations of the accretion process in Kerr space-time with arbitrary value of the spin parameter
本文给出了Kerr时空中绝热吸积和球对称吸积的三维广义相对论流体动力学模拟结果。我们考虑具有自旋参数$|a_*| \le 1$（黑洞）和$|a_*| > 1$（超自旋）的紧致物体。我们的全三维模拟证实了赤道外流的形成高值的$|a_*|$，在我们以前的工作中发现的2.5维。我们发现，确定强大的外流发病的$|a_*|$的临界值主要取决于紧凑的对象的半径。赤道外流现象在黑洞周围几乎不发生，因此可以用来检验天体物理黑洞候选者的束缚$|a_*| \le 1$。
2010-08-20 astro-ph.HE gr-qc
Effect of spin on the dynamics of multi-component trans-relativistic accretion flows around Kerr black holes
本文研究了低角动量物质在伪牛顿Kerr势下向旋转黑洞的轴对称吸积，构建并求解了多组分相对论流的守恒方程，发现黑洞自旋和物质组分显著影响吸积流的多跨音速行为与驻激波形成。
2025-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Properties of accretion flow in deformed Kerr spacetime
在广义相对论的框架下，研究了变形克尔时空中低角动量、无粘、平流吸积流的性质。我们解决的控制方程描述的输入参数，即能量（$E$），角动量（$λ$），自旋（$a_{\rm k}$）和变形参数（$\varepsilon$），分别流动运动。我们发现，整体跨音速吸积解继续存在于非克尔时空。依赖于输入参数，吸积流被视为经历冲击过渡，我们发现，冲击诱导吸积解可用于$λ-E$平面内的参数空间的范围很广。我们研究了用$\varepsilon$对激波参数空间的修正，发现随着$\varepsilon$的增大，参数空间的有效区域减小，并逐渐向高$λ$域和低$E$域移动。此外，我们在文献中首次发现，当时空形变很大时，角动量为零的吸积流存在激波跃迁。有趣的是，超过了$\varepsilon^{\rm max}$的临界极限，中心对象的性质从黑洞（BH）裸奇点（NS），我们确定$\varepsilon^{\rm max}$作为$a_{\rm k}$的功能。此外，我们还研究了裸奇点周围的吸积解及其性质。最后，我们指出目前的形式主义的背景下，天体物理学应用的影响。
2022-10-17 astro-ph.HE gr-qc
Limitations of Pseudo-Newtonian approach in studying the accretion flow around Kerr black hole
研究了一般稳态轴对称时空中的相对论吸积流，得到了一个精确模拟具有自旋$0\le a_k <1$的Kerr黑洞广义相对论特征的有效势（$Φ^{\rm eff}$）.考虑旋转黑洞赤道面上的吸积盘，利用相对论状态方程，研究了相对论吸积流的性质，并与半相对论和非相对论吸积流的性质进行了比较.为此，我们首先研究了旋转黑洞周围吸积流的跨音速性质，在相对论和半相对论流中观察到了很好的一致性。此外，我们还研究了吸积流中的非线性现象，如激波。在这里，我们还发现，激波的性质是一致的相对论和半相对论的流量无关的黑洞自旋（$a_k$），虽然它偏离显着的非相对论性流。事实上，当对具有相同外边界条件的流动进行比较时，相对论和半相对论流动中激波转捩的位置与$0 \le a_k \le 0.99$的$6-12\%$偏差一致，但在非相对论流动中观察到很大的差异。此外，我们比较的参数空间的冲击建立的事实，即相对论以及半相对论吸积流动力学没有表现出密切的协议，无论$a_k$值，而非相对论流未能做到这一点。在此基础上，我们指出含$Φ^{\rm eff}$的半相对论流可以满意地模拟Kerr黑洞周围的相对论吸积流。最后，我们讨论了这项工作的背景下，耗散对流吸积流克尔黑洞周围的可能影响。
2018-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of Shock Structures and QPOs After Halting BHL Accretion onto Kerr Black Hole
本文首次研究停止BHL吸积后克尔黑洞周围新等离子体结构中螺旋激波激发的QPOs，发现LFQPOs仅出现在超声速流中，非线性耦合共振仅出现在快速旋转黑洞中，模拟频率与多个观测源一致，统一解释了QPOs的持续性与间歇性。
2025-08-18 astro-ph.HE
Transonic accretion and winds around Pseudo-Kerr black holes and comparison with general relativistic solutions
黑洞上吸积流的光谱和时间特性取决于它们的密度和温度分布，而密度和温度分布又来自于底层动力学。因此，准确地描述流动，包括流体动力学和辐射转移是解释观测结果的必要条件。在非旋转黑洞的情况下，周围时空的伪牛顿描述使人们能够在预测光谱和时间性质方面取得重大进展。旋转的黑洞缺少这种形式。在本文中，我们表明，存在一个确切的形式的“自然”的潜力可导出的广义相对论（GR）径向动量方程。在另一组牛顿方程中使用这种势可以非常精确地描述跨音速流动，这一点通过与从完整GR框架中得到的解进行比较而得到证明。在比能和角动量所构成的参数空间中，研究了临界点和离心压力支持激波的性质，并与GR流体力学的结果进行了比较。我们表明，这种潜力可以安全地用于整个范围内的克尔参数$-1<a<1$周围旋转黑洞的观测结果建模。我们假定流动是无粘性的。因此，它是非耗散的，具有恒定的能量和角动量。这些假设在非常接近黑洞的地方是有效的，因为与粘性时标相比，黑洞的下落时标要短得多。
2022-01-12 astro-ph.HE
Study of a Tilted Thin Accretion Disk around a Kerr-Taub-NUT black hole
针对可能含引力磁单极子的吸积坍缩天体GRO J1655-40，研究Kerr-Taub-NUT黑洞周围倾斜薄吸积盘的倾斜角径向分布，为探测强引力区和引力磁单极子提供支持。
2024-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Thermal spectra of thin accretion disks of finite thickness around Kerr black holes
对黑洞的几何薄和光学厚的吸积盘的热谱分析，即所谓的连续拟合方法，是测量黑洞自旋的主要技术之一。目前的模型通常近似的磁盘作为无限薄，而在现实中的磁盘厚度是有限的，并增加了黑洞质量吸积率的增加。本文提出一个XSPEC模型来计算Kerr黑洞周围有限厚度薄吸积盘的多温黑体谱。我们测试我们的新模型与RXTE观测的黑洞二进制GRS 1915+105。我们发现，与新的模型推断的自旋值略高于与一个无限薄的磁盘模型获得的自旋值，但差异很小，目前的效果是次要的，相对于其他来源的不确定性在最终的自旋测量。
2020-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Astrophysical signatures of Kerr-Bertotti-Robinson black holes in a cloud of strings: ISCO, microquasar QPOs, and Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion
The Assam Royal Global University（阿萨姆皇家全球大学）；American University of the Middle East（中东美国大学）；Al-Hussein Bin Talal University（侯赛因·本·塔拉勒大学）；Eastern Mediterranean University（东地中海大学）
研究Kerr-Bertotti-Robinson黑洞在弦云中的测试粒子动力学，计算ISCO、微夸克QPO及BHL吸积的特性，揭示弦云对吸积过程的影响。
2026-05-11 astro-ph.HE
Surface temperature of an accretion disk around a wormhole Kerr-mimicker
Nicolaus Copernicus Astronomical Center（尼古拉·哥白尼天文学中心）
研究旋转虫洞与克尔黑洞在赤道面圆轨道性质上的异同，发现两者完全相同，但虫洞无喉径内轨道，且非圆轨道进动角不同，薄盘面积差异导致可观测的温度抑制。
2026-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Accretion of the relativistic Vlasov gas onto a Kerr black hole
本文研究了相对论性 Vlasov 气体在全空间分布下对 Kerr 黑洞的吸积，通过求解 $3+1$ 维 Liouville 方程证明了分布函数与共轭坐标无关，计算了相关物理量的单位吸积率，并发现吸积会减慢黑洞自旋且越靠近赤道减速越快。
2023-11-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Relativistic sonic geometry for isothermal accretion in the Kerr metric
我们线性扰动平流等温跨音速吸积到旋转的天体物理黑洞研究相对论声学时空的出现，并调查如何显着的特点，这样的时空得到的影响的自旋角动量的黑洞。我们扰动了三个不同的量-速度势，质量吸积率和相对论伯努利常数，以表明这三种情况下获得的声学度量是相同的共形因子。通过构造所需的因果结构，证明了声学黑洞形成于流动的跨音速点，而声学白洞形成于激波位置。相应的声表面重力已被计算的相关的吸积变量和背景度规元素。对背景定常流进行了线性稳定性分析。
2018-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Emergent Spectra From Disks Surrounding Kerr Black Holes: Effect of Photon Trapping and Disk Self-Shadowing
基于对相对论性细长吸积盘厚度的新估计，本文研究了相对论性细长吸积盘的整体性质。在忽略吸积盘自辐射的情况下，用相对论光线追迹法计算了出射光谱。讨论了盘光度的角度依赖性、热平流和盘厚度对估计黑洞自旋的影响。与以往的工作相比，我们的改进之处在于使用了自洽的圆盘方程，并考虑了圆盘的自阴影效应。我们发现在中等吸积率下，被捕获在吸积盘外区的辐射将从吸积盘内区逃逸，并对出射光谱有贡献。在高吸积率下，对于大倾角和大自旋的黑洞，盘厚度和热平流对出射光谱都有显著的影响。因此，这些效应将影响基于光谱拟合的黑洞自旋测量，并影响光度的角度依赖性。对于含$a=0.98$的Kerr黑洞周围的吸积盘，当吸积盘倾角大于$60^\circ$，光度大于0.2 Eddington光度时，基于相对论标准吸积盘的谱模型不再适用于谱拟合.我们还证实了光的弯曲显著增强了自阴影效应，这意味着非相对论处理的自阴影是不准确的。根据我们的研究结果，所观察到的光度依赖性的测量自旋表明，磁盘的自遮蔽显着形状的光谱GRS 1915+105，这可能会导致低估的黑洞自旋的高亮度状态。
2010-05-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chaotic magnetic disconnections trigger flux eruptions in accretion flows channeled onto magnetically saturated Kerr black holes
本研究通过三维理想GRMHD数值模拟，揭示磁化饱和黑洞吸积流中相对论磁重联的起始与磁通量爆发的初始发展机制，发现其由断开域微小密度间隙触发，足点旋转或致黑洞新月图像变异性。
2024-10-10 astro-ph.HE
Magnetised accretion discs in Kerr spacetimes
研究了外磁场对Kerr黑洞和裸奇点周围薄吸积盘的热谱和铁谱线轮廓的影响。我们的目标是提供一个工具，可以用来估计附近的一个紧凑的对象的磁场的存在，并探讨在这些特定的天体物理环境中的宇宙审查猜想。我们开发了一种数值方案，能够计算任意远处观察者所看到的旋转黑洞和裸奇点周围形成的磁化佩奇-索恩吸积盘的热谱。我们将两种不同的磁场配置：均匀和偶极，使用微扰计划之间的耦合常数的物质和磁场强度。在相同的假设下，我们得到了观察到的合成线的6.4千电子伏的荧光铁线。我们表明，外部磁场产生潜在的可观察到的修改上的热能光谱和荧光铁线的配置文件。裸奇点的热能谱比黑洞的热能谱更硬、更亮，而且峰值能量和截止能量都受到外部磁场的影响。此外，均匀磁场会使缓慢旋转黑洞的铁线轮廓发生更多变化，而偶极情况下，几乎极端的黑洞和裸奇点会发生更多变化。基于我们的计算，我们放弃了将天鹅座X-1中的原型黑洞候选者建模为裸奇点的可能性。我们的模型与观测数据的比较，可以用来探测宇宙审查猜想和估计的存在和全球的磁场周围的紧凑的对象通过拟合的X射线双星的热能谱和铁线轮廓。
2014-12-01 astro-ph.HE
Study of Asymptotic Velocity in the Bondi-Hoyle Accretion Flows in the Domain of Kerr and 4-D Einstein-Gauss-Bonnet Gravities
了解类星体和活动星系核（AGN）中黑洞附近吸积物质的物理结构是研究其中心活动的重要里程碑。本文用数值方法研究了渐近速度对Kerr和Einstein-Gauss-Bonnet（EGB）快速旋转黑洞吸积盘物理结构的影响.在计算域的上游区域考虑了气体向黑洞下落的Bondi-Hoyle吸积。激波锥自然地产生于两个黑洞周围气流的下游部分。发现锥的结构和吸积物质的数量取决于渐近速度$V_{\infty}$（马赫数）和引力的类型（Kerr或EGB）。在超声速区，增加流入物质的马赫数，由于气体迅速向黑洞下落，激波张开角和吸积率变小。EGB引力导致激波锥的激波张开角增大，而质量吸积率$\dot{M}$在具有高斯-博内（GB）耦合常数$α$的EGB引力中减小。它也被证实，吸积率和阻力显着改变EGB重力。我们的数值模拟结果可以用来确定所观测到的$X-$射线如NGC $1313$ $X-1$和$1313$ $X-2$和MAXI $J1803-298$中吸积盘和黑洞的吸积机制和物理性质。
2022-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Disk-Like Matter Outflow from a Kerr-Type Wormhole: Possible Observational Manifestations and Magnetic Effects
本研究提出Kerr型虫洞可连接吸积与非吸积星系核，导致物质穿越喉部形成盘状流出，并探讨其观测特征、喷流形成可能及磁场效应。
2026-10-02 astro-ph.HE
Choked accretion onto Kerr-Sen black holes in Einstein-Maxwell-dilaton-axion gravity
本文研究爱因斯坦-麦克斯韦-膨胀子-轴子引力中克尔-森黑洞的超相对论流体吸积过程，发现膨胀子参数增大时喷射率与注入率之比增大，辐射效率更高而红移更低。
2024-03-14 astro-ph.HE gr-qc
Bondi-type accretion onto a Kerr black hole in the kinetic regime
Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet Jagielloński（雅盖隆大学）；Instituto de Física y Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯自治大学）
该研究推导了克尔黑洞在动能极限下的邦迪型吸积精确解，并通过解析近似得到质量、能量和角动量吸积率的简单公式，用于分析黑洞质量增长和自转减慢的特征时间尺度。
2026-02-26 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Newtonian analogue of corresponding spacetime dynamics of rotating black holes: Implication on black hole accretion
基于测试粒子的守恒哈密顿量，我们在“测试粒子运动的低能极限”下建立了克尔时空的牛顿模拟，原则上，它可以全面地用于描述克尔时空的广义相对论（GR）特征，但是，对于高自旋，精度较低。导出的势，它有一个明确的速度依赖性，包含了整个相对论性的功能，相应的时空，包括帧拖动效果，不像其他流行的伪牛顿势（PNP）的克尔度规，这种效果要么是完全失踪或引入一个特设的方式。具有这种势的粒子动力学精确地再现了在快速共转黑洞附近作圆形轨道运动的粒子的GR结果，其能量偏差最大为~ 10%。GR周转频率也很好地再现了潜力，虽然有一个相对较高的百分比的偏差。对于反向旋转的情况下，所获得的潜在复制GR结果与精确的精度。克尔-牛顿势也近似于边缘稳定和边缘束缚的圆形轨道的半径，对于a < 0.7具有合理的精度。重要的是，推导出的势可以模拟实验测试的GR效应，如近日点推进和弯曲的光具有合理的精度。因此，制定的克尔-牛顿势可以是有用的，以研究复杂的吸积等离子体动力学及其影响周围的旋转黑洞的牛顿框架，避免GR气体动力学方程。
2014-10-29 astro-ph.HE
Study of relativistic hot accretion flow around Kerr-like Wormhole
该研究首次求解类克尔虫洞周围相对论性无黏吸积流的稳态控制方程，得到跨声速与亚声速流的全部全局吸积解，分析参数对解的影响并划分参数空间，还计算了跨声速解的盘光度，为天体物理应用提供理论支撑。
2024-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Disformal Kerr Imprints on BHL Accretion: Shock Morphology, PSD Signatures, and Observational QPO Counterparts
American University of the Middle East（中东美国大学）；Virtual University of Pakistan（巴基斯坦虚拟大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
通过研究缓慢旋转的变形克尔黑洞周围BHL吸积的流体动力学形态和时序行为，揭示了时空参数对吸积形态的影响，并发现弱变形偏离可产生与观测一致的低频和高频准周期振荡。
2026-06-02 astro-ph.HE gr-qc
Inversion points of the accretion flows onto super-spinning Kerr attractors
研究朝向中心超自旋Kerr吸引子的吸积流，定位两个闭合曲面形成反转冕，揭示其观测特征，为弦理论预言的超自旋体提供显著观测信号。
2024-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Accretion flow in deformed Kerr spacetime: Spectral energy distributions from free-free emission
本文在JP非Kerr时空中数值求解广义相对论吸积流方程，系统比较黑洞与裸奇点模型下各类吸积解的光谱能量分布，发现裸奇点和非Kerr变形参数可显著增强辐射光度。
2024-01-03 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic dust accretion of charged particles in Kerr-Newman spacetime
我们描述了一个新的分析模型，从一个旋转的和带电的球壳的稀碰撞无等离子体到一个旋转的和带电的黑洞的吸积粒子。通过假设球壳处粒子的连续注入，并将黑洞和位于赤道面的无特征吸积盘视为粒子的被动汇，我们建立了一个稳态吸积模型。这可以作为一个玩具模型，等离子体喂养周围的充电和旋转黑洞吸积盘。因此，我们的新模型是E.特赫达，宾夕法尼亚州Taylor和J.C. Miller（2013年）。我们使用我们的广义模型来分析黑洞的净电荷，这将在一般情况下是非常小的，对等离子体吸积的影响。在我们模型的假设范围内，我们证明了只要等离子体的电磁场仍然可以忽略，黑洞的一个已经非常小的电荷通常仍然可以对等离子体的运动产生不可忽略的影响。此外，我们认为，形成的吸积盘的内部和外部的边缘强烈依赖于吸积等离子体的电荷。由此产生的吸积盘的可能配置进行了详细分析。
2017-11-10 astro-ph.HE gr-qc
Degeneracy in Accretion Disk Spectra from Naked Singularities and Kerr Black Holes: Application to the AGN MCG-06-30-15
PDPIAS, Charusat University（帕迪皮阿斯，查鲁萨特大学）；International Centre for Space and Cosmology, School of Arts and Sciences, Ahmedabad University（国际空间与宇宙学中心，艺术与科学学院，艾哈迈达巴德大学）；Department of Astronomy and Astrophysics, Tata Institute of Fundamental Research（天文与天体物理系，塔塔基础研究所）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所，麻省理工学院）
通过NuSTAR数据研究裸奇点与克尔黑洞在吸积盘光谱中的区分可能性，发现两者光谱拟合相似，可能误导自转测量，需独立测量确认。
2026-03-18 astro-ph.HE gr-qc
