Black hole accretion disks with outflows II. Time dependent Green's function solutions in Newtonian gravity
School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(普林斯顿高等研究院自然科学学院)
本文提出在牛顿引力中,通过格林函数解研究具有喷流的黑洞吸积盘,揭示喷流对盘辐射亮度衰减、温度分布和吸积率变异性的影响。
2026-01-16 astro-ph.HE
Magnetized Accretion Disks with Outflows for Changing-look AGNs
本研究基于数值模拟探讨磁压主导吸积盘结合外流对CL-AGNs快速变异性的解释,发现其可显著缩短吸积时标,为观测现象提供理论支撑。
2023-09-08 astro-ph.HE
Mechanism of Outflows in Accretion System: Advective Cooling Cannot Balance Viscous Heating?
基于无外流假设,我们在球坐标系中研究了稳态、轴对称、光学薄吸积流。通过比较垂直积分的对流冷却率和粘性加热率,我们发现,前者一般小于后者的30%,这表明对流冷却本身不能平衡粘性加热。因此,对于具有低吸积率的辐射低效流动,例如$\dot M \la 10^{-3} \dot M_{Edd}$,其中$\dot M_{Edd}$是爱丁顿吸积率,粘性加热率将大于对流冷却率和辐射冷却率之和。因此,在无流出假设下不能建立热平衡。因此,我们认为,在这种情况下,外流应该发生,并带走70%以上的热能所产生的粘性耗散。类似地,对于像$\dot M \ga 10 \dot M_{Edd}$这样吸积率极大的光学厚流,由于有限的平流和低效率的辐射冷却,也会发生外流。我们的结果可能有助于理解观测和数值模拟中发现的外流机制。
2014-11-14 astro-ph.HE
Effect of the flow composition on outflow rates from accretion discs around black holes
考虑垂直平衡吸积流模型,研究了黑洞周围吸积盘的外流行为。流出速率被发现是关键取决于流量组成。我们的方法是研究流出行为的函数流入周围的黑洞的状态方程,允许流是热相对论接近黑洞和非相对论远离黑洞。研究了激波弹射模型。一个纯粹的电子-正电子对流从来没有经历过激波跃迁,而一些重子(常见于外流和喷流中)的存在使得在流中有可能存在驻激波。可以得出结论,质子的存在是必要的流动,以显示流出行为。当质子数密度为电子数密度的27%时,流出速率最大。我们的结论是,一个纯粹的电子-正电子喷流是不可能形成的。
2013-10-01 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
X-ray evidence for the accretion disc-outflow connection in 3C 111
我们提出了三个朱雀XIS观测3C 111要求监测其超快流出的预测变化的频谱分析7天的时间尺度。我们在第一次观测中检测到电离铁发射线,在第二次观测中检测到蓝移吸收线,此时通量高出约30%。材料的位置被限制在<0.006pc的可变性。详细的模型支持的识别与电离的反射吸积盘在~20 - 100 r_g的黑洞和高度电离和大量的超快流出速度~0.1 c,分别。外流很可能是由辐射压力加速的,但不能排除额外的磁推力。测得的高流出率和机械能支持椎间盘流出可能具有重要反馈作用的说法。这项工作为射电响亮的活动星系核中吸积盘与外流的联系提供了第一个直接证据,可能也与喷流活动有关。
2011-08-30 astro-ph.HE
Estimation of the mass outflow rates from viscous accretion discs
我们研究了黑洞周围的粘性吸积盘,以及所有可能的吸积解,包括激波吸积和无激波吸积分支。本文研究了激波驱动的黑洞粘性吸积盘双极外流。对于每一组边界条件,可以确定两个临界粘度参数$α_{cl}$和$α_{cu}$,在这两个参数内可能发生定常激波。绝热激波已被发现高达粘度参数$α=0.3$,而在耗散和质量损失的存在下,我们已经发现稳定激波高达$α=0.15$。质量流出率可能会随着圆盘参数的变化而增加或减少,通常约为质量流入率的几到10%。结果表明,在相同的外边界条件下,随着$α$的增大,激波阵面的距离减小。我们还表明,耗散的增加减少了热驱动后的冲击盘,因此,质量流出率下降到几个百分点。
2012-12-18 astro-ph.HE
The influence of outflow in supercritical accretion flows
利用自相似解求解了存在辐射力和外流的超临界吸积流的辐射流体动力学方程。与前人的研究相比,本文采用幂律函数形式的质量流入流量为$ \dot{M} \propto r^{s} $。当能量方程中包含辐射冷却项时,我们发现了$ s = 1 $。相应地,获得了相对于半径的有效温度分布为$ T_{\text{eff}} \varpropto r^{-1/2} $。此外,我们还研究了外流对吸积流动力学的影响。我们还计算了吸积流从盘表面发射的连续谱以及辐射光度。此外,我们的研究结果表明,平流参数,$ f $,强烈依赖于质量流入率。
2016-03-29 astro-ph.HE
New Global 3D MHD Simulations of Black Hole Disk Accretion and Outflows
人们普遍认为,类星体和其他活动星系核(AGN)是由物质吸积到中心的超大质量黑洞上提供动力的。虽然数值模拟已经证明了磁场在产生被认为是吸积所必需的湍流方面的重要性,但到目前为止,它们还没有产生解释最强大的源所需的高质量吸积率。我们描述了我们正在开发的新的全球3D模拟,以评估辐射和非理想MHD在产生磁化外流,可以提高角动量传输和质量吸积的整体速率的重要性。
2009-02-03 astro-ph.HE
Spectral Energy Distribution of the inner accretion flow around Sgr A* -- Clue for a weak outflow in the innermost region
Sgr A* 是一个独特的实验室,用于详细研究低光度超大质量黑洞(SMBH)周围的吸积过程。最近的X射线观测允许空间分辨建模的排放从吸积流周围的SMBH,放置严格的约束的流量和光谱形状的吸积从内部区域与$r<10^3~r_g$,其中$r_g$是引力半径的黑洞。我们在这里提出的第一个建模的多波段光谱能量分布(SED)的内部区域,以更好地约束最里面的吸积流的物理条件。我们的建模使用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法来拟合SED,占的限制在外部半径的$10^3~r_g$从早期的作品和吸积流的主导$30~r_g$的亚毫米凸块的吸积率。研究发现,不同的拟合方法对流出指数的拟合结果有很大的差异。如果只考虑SED中最亮的部分,即亚毫米级凸起,则外流指数约为0,而如果还包括低频无线电数据和X射线数据,则外流指数可能为0.37甚至更高。拟合结果差异较大,说明外流指数沿半径方向应是变化的,即在最外侧区域外流较强,而在最内侧区域外流较弱。这种弱的外流与数值模拟结果一致,并有可能更好地解释多频带SED。
2018-11-06 astro-ph.HE
Unstable mass-outflows in geometrically thick accretion flows around black holes
黑洞周围的吸积流通常会导致质量外流,这种外流经常表现出不规则的行为。利用二维含时流体动力学计算,我们表明,在低角动量吸积流和平流主导吸积流等厚吸积流的情况下,质量外流是不稳定的。对于低角动量流动,当粘性参数$α$为$α\le 10^{-3}$时,赤道面上向内吸积的物质与沿旋转轴向外流出的气体发生相互作用,在两种流动的界面处形成离心支撑的斜激波。在激波内部产生的热的稀薄的团块向外边界生长,导致爆发性的物质外流。对流主导的吸积流最终形成一个圆环盘,其内缘位于$3R_{\rm g} \le r \le 6R_{\rm g}$,中心位于$6R_ {\rm g} \le r \le 10R_{\rm g}$,在圆环盘的内缘附近间歇性地形成一系列热团,并沿圆环盘的外表面生长。其结果是,亮度和质量流出率被不规则地调制,亮度增强10-40%,质量流出率增加几十倍。我们解释的不稳定性的流出是由于开尔文-亥姆霍兹不稳定性,检查理查森数的开尔文-亥姆霍兹标准的内部区域的流动。我们认为,Sgr A* 的耀斑现象可能是由不稳定的质量外流引起的。
2015-07-15 astro-ph.HE
Growth of massive black holes at high-z via accretion predominantly driven by magnetic outflows
由吸积超大质量黑洞(SMBH)提供能量的发光类星体已经在早期宇宙的$z \gtrsim 7.5$中被发现,这对种子黑洞质量和SMBH的快速增长都有很强的限制。在这项工作中,我们将探讨如何通过爱丁顿有限吸积主要由磁场外流驱动的SMBHs的增长。大部分的角动量和释放的引力能都可以被磁流出所带走,因此即使圆盘以亚爱丁顿光度辐射,黑洞(BH)的质量吸积率也可以很高。研究发现,在$z\gtrsim 7$发现的几十亿太阳质量的SMBH可能是通过混沌吸积而形成的,主要是由恒星质量BH的磁流出驱动的,当圆盘以中等亮度($\sim 0.5$ Eddington亮度)辐射时,有轻微的流出。我们发现,大多数SMBH的自旋在中等值的自旋参数$a_*$,这意味着只有一小部分类星体可能有射电喷流。
2019-10-09 astro-ph.HE
Numerical Simulation of Hot Accretion Flows (II): Nature, Origin, and Properties of Outflow and Their Possible Observational Applications
先前的流体动力学(HD)和磁流体动力学(MHD)的热吸积流的数值模拟表明,质量吸积率随半径的减小而减小。两种模型被提出来解释这一结果。在ADIOS模型中,吸积速率向内减小的原因是外流气体的损失。在Cubert模型中,假设气体被锁定在对流涡旋中,这导致吸积速率向内减小。我们用HD和MHD模拟研究了吸积率向内减小的性质。我们计算了各种性质的流入和流出,包括质量通量,径向和旋转速度,温度,和伯努利参数($Be$)。结果表明,入流和出流不是以对流湍流为主的,而是系统的向内和向外运动。我们还分析了MHD吸积流的对流稳定性,发现它们是对流稳定的。这些结果表明,ADIOS方案是有利的。流入和流出的不同性质也表明,在HD和MHD流中产生流出的机制分别是与磁场相关的浮力和离心力。后一种机制类似于Blandford & Payne机制。我们还研究了初始条件的影响。我们发现$Be$的值主要由初始条件的$Be$的值决定。我们讨论了我们的外流模型的一些可能的观测应用。这些观测包括在银河系中心观测到的费米泡,以及在活动星系核和黑洞X射线双星中广泛观测到的风。
2012-10-10 astro-ph.HE
Outflow from Hot Accretion Flows
热吸积流的数值模拟表明,质量吸积率随着半径的减小而减小。两种模型被提出来解释这一结果。在绝热流入流出解(ADIOS)中,它被认为是由于流出中的气体损失。在对流主导的吸积流(CCEH)模型中,它被解释为因为气体被锁定在对流涡旋中。在本文中,我们使用流体动力学(HD)和磁流体动力学(MHD)模拟调查哪一个是物理的。我们计算和比较各种属性的流入(气体与向内的速度)和流出(气体与向外的速度)。结果表明,HD流动的出流温度高于入流温度,而MHD流动的出流比角动量远高于入流温度。我们还分析了MHD吸积流的对流稳定性,发现它们是稳定的。这些结果表明,系统的向内和向外运动必须存在,即,ADIOS模式备受青睐。流入和流出的不同性质还表明,在HD和MHD流中产生流出的机制分别是与对流相关的浮力和与磁场介导的角动量输运相关的离心力。后一种机制类似于Blandford & Payne机制,但这里不需要大规模的开放磁场。可能的观测应用进行了简要讨论。
2012-10-23 astro-ph.HE
An accretion disk-outflow model for hysteretic state transition in X-ray binaries
我们提出了一个平流主导吸积流(ADAF)与磁驱动外流的模型来解释在X射线双星(XRB)中观察到的滞后状态转变。当质量吸积率低于临界值时,发生从薄盘到ADAF的转变。ADAF的临界质量吸积率可以通过将平衡时标等同于ADAF的吸积时标来估计,这对它的径向速度是敏感的。薄圆盘的径向速度很小,这导致薄圆盘中的外场平流非常低效。ADAF存在于XRB的低/硬状态,与薄盘相比,它们的径向速度较大。ADAF可以有效地将外部场向内拖曳,因此可以形成穿过ADAF的强大尺度磁场,这可以加速ADAF中的一部分气体进入流出物。这样的流出可以从ADAF带走大量的角动量,这显著地增加了ADAF的径向速度。这导致高临界质量吸积率,低于该临界质量吸积率,具有磁流出的ADAF可以存活。计算结果表明,当气磁压力比为$β\sim 4$时,有磁流出的ADAF的临界亮度比常规ADAF的临界亮度高一个数量级.这可以自然地解释在XRB中观察到的滞后状态转变。
2016-01-20 astro-ph.HE
The large-scale magnetic field of a thin accretion disk with outflows
穿过吸积盘的大尺度磁场在喷流/外流的发射中起着重要的作用。这个场可能是由周围环境(星际介质或伴星)中的等离子体从吸积盘中平流向内产生的。有人建议,外部磁场可以被有效地拖在一个薄磁盘与磁流出向内。我们构造了一个自洽的全球盘外流模型,其中大尺度场是由外场在盘内的平流形成的。外流被这个与盘共同旋转的场加速,这带走了盘的大部分角动量,使其结构与传统的粘性盘结构显着不同。我们发现,在磁盘的内部区域的磁场强度可以是几个数量级高于外部磁场强度的几何薄磁盘与$H/R \sim 0.1$,如果在磁盘的外缘的气体磁压力比$β_{\rm out} \sim 10^2 $。出流速度呈层状结构,它随着发射的半径而减小。从盘的内部区域流出的质量可以被加速到$ \sim 0.2-0.3$ c,流出的质量损失率是盘的外部半径处的质量吸积率的$ \sim 10 - 70\%$,这可以解释在一些活动星系核(AGN)中观察到的快速流出。
2019-01-29 astro-ph.HE
New Spectral State of Supercritical Accretion Flow with Comptonizing Outflow
超临界吸积流不可避免地产生辐射压力驱动的外流,这将康普顿上散射来自底层吸积流的软光子,从而产生硬发射。我们进行二维辐射流体动力学模拟的超临界吸积流和外流,将这种康普顿散射效应,并证明出现了一个新的硬光谱状态在更高的光子光度比薄盘状态。在这种状态下,随着光子亮度的增加,光子指数减小,硬发射的分数增加。对于近正面光源,当表观光子光度为${\sim}30L_{\rm E}$(其中$L_{\rm E}$为爱丁顿光度)时,康普顿$y$参数为单位数量级(因此光子指数将为$\sim 2$)。这解释了观测到的光谱硬化的ULX NGC 1313 X-2在其增亮阶段,从而支持超临界吸积到恒星质量的黑洞在这个ULX模型。
2009-04-27 astro-ph.HE
NGC 300 ULX1: spin evolution, super-Eddington accretion and outflows
NGC300 ULX 1是一颗超亮的X射线脉冲星,在短短4年时间里,它的自旋从大约126 s演化到不到20 s,这与稳定的质量吸积速率是一致的。在发现它之后,我们一直在用Swift/XRT和NICER监测该系统,以进一步研究它的性质。我们发现,即使观察到的系统的通量下降了$\gtrsim$ 20倍,自旋的速度几乎保持不变。一个可能的解释是,观测到的通量减少是由于外流或进动吸积盘造成的遮蔽物质吸收增加的结果。
2019-07-24 astro-ph.HE
A global solution to a slim accretion disk with radiation-driven outflows
薄盘的厚度取决于辐射力与黑洞重力垂直分量之间的平衡。结果表明,垂直重力随圆盘高度的增加而增加,当圆盘厚度超过某一临界值时,垂直重力随圆盘高度的增加而减小,这意味着当圆盘厚度超过某一临界值时,圆盘表面的气体可能被辐射力驱入外流.在这项工作中,我们得到了一个全球性的解决方案,一个薄盘辐射驱动的外流。我们发现,当吸积率$\dot{m} \gtrsim 1.78-1.91$($\dot{m}=\dot{M}/\dot{M}_{\rm Edd}$,和$\dot{M}_{\rm Edd}=L_{\rm Edd}/0.1c^2$)依赖于BH质量时,盘表面的外流被驱动,而当吸积率低于这个临界值时,盘表面的外流被抑制.质量吸积率随着半径的减小而减小,即使盘外缘的质量吸积率非常高,BH吞噬的气体的速率也总是限制在$\dot{m}_{\rm in}\sim 1.78-1.91$。这可能会限制早期宇宙中通过吸积而产生的大规模BH增长。由于外流的存在,有一个上限的辐射通量的磁盘,这导致饱和的连续光谱的磁盘在高能量带的外流。这可以通过类星体或/和BH X射线双星的观测来检验。
2019-09-17 astro-ph.HE
Strong surface outflows on accretion discs
为了解释在类新星变星中看到的稳定吸积盘的意外径向亮度分布,Nixon & Pringle(2019)提出,吸积能量通过强磁驱动的表面流向外重新分布。在本文中,我们注意到,“强大的,旋转盘风”中观察到的软状态的黑洞X射线双星,也在磁盘周围的磁化中子星在她的X-1,具有外流的性质,假设存在于类新星的可变吸积盘周围的白矮星。相关的性质是,流动不是风,而是,相反,约束流(以小于逃逸速度行进),在流动中的质量通量是在光盘吸积率的一个重要部分。
2020-03-03 astro-ph.HE
A magnetic accretion disk-outflow model for changing look active galactic nuclei
变貌活动星系核(CL)的变貌时间尺度通常为几年到几十年(有些甚至短于一年),比标准薄吸积盘的粘性时间尺度短得多。这意味着CL活动星系核的变化不能通过改变薄盘的质量吸积率来再现。在这项工作中,我们采用一个磁吸积盘流出模型来计算主要由磁流出驱动的盘的流入时间。在该模型中,圆盘中气体的大部分角动量被流出物带走,因此其径向速度可以显著高于传统粘性圆盘的径向速度。我们的计算表明,这种盘的流入时间与流出可以是几年到几十年左右。计算出的流出盘能谱与观测到的CL AGN Mrk 1018的低能态和高能态能谱都能很好地拟合。在高态下,这种有流出的圆盘的流入时间大约为5年,而在低态下,它变成了$\sim 20$年,这与Mrk 1018的观测结果大致一致。
2021-06-01 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in the gamma-ray burst accretion disks and associated outflows
我们研究了由II型中微子形成的伽马射线暴(GRB)吸积盘和从这些盘发射的外流中的核合成。我们处理的吸积盘具有相对较低的吸积率:0.001 M_sun s^{-1} <~ Mdot <~ 0.01 M_sun s^{-1},因此它们主要是平流主导的。我们报道了在该盘中合成了几种不寻常的核,如~(31)P、~(39)K、~(43)Sc、~(35)Cl和钛、钒、铬、锰、铜等多种同位素。我们还证实,铁,钴,镍,氩,钙,硫和硅的同位素得到合成的磁盘,如以前的作者所示。这样合成的重元素中的大部分从盘中喷出,并在流出物中存活下来。事实上,在几个伽玛暴的X射线余辉中已经观察到许多这些重元素的发射线。
2013-02-13 astro-ph.HE
A 2.5-dimensional viscous, resistive, advective magnetized accretion-outflow coupling in black hole systems: A higher order polynomial approximation. I
黑洞(BH)周围的吸积和流出的相关和耦合动力学基本上是由基本的守恒定律所支配的,因为流出从吸积区域提取物质、动量和能量。在这里,我们分析了一个强大的形式的2.5维粘性,电阻,对流磁化吸积流出耦合BH系统,在平均场磁流体动力学(MHD)制度。我们解决了完整的耦合MHD守恒方程组自洽,通过调用一个广义的多项式展开在二维。我们进行了一个临界分析的吸积流出区域,并提供了一个完整的准解析解的平流家庭。我们得到的物理合理的外流解决方案在高湍流粘度参数$α\, (\ge 0.3)$,并在一个减少的标度高度,磁应力压缩或挤压的流动区域。我们发现大尺度极向磁场$\bar B_P$的值随着吸积流几何厚度的增加而增强。另一方面,差动磁转矩($-r^2 \bar B_φ \bar B_z$)随着$\dot M$的增加而增加。随着$α$值的增加,$\bar B_P$、$-r^2 \bar B_φ \bar B_z$以及等离子体β $β_P$得到强烈增强,增强了垂直通量向外的输送。我们的解表明,在中等平流模式中,磁离心加速在径向吸积流中可能起主导作用,而在强平流模式中,热压力梯度可能在等离子体的垂直输运中起更大的作用。
2016-11-08 astro-ph.HE
The r-process nucleosynthesis in the outflows from short GRB accretion disks
短的伽马射线暴需要一个旋转的黑洞,周围环绕着磁化的相对论性吸积盘,例如由合并的双中子星或中子星-黑洞系统形成的吸积盘。克尔黑洞的吸积是产生无重子相对论性喷流的机制。一个额外的非准直流出,包括亚相对论性的富含中子的材料,变得不受热,磁和粘性力的约束,是蓝色和红色千诺瓦的原因。我们用相对论磁流体力学模拟吸积盘,并采用真实的核物质状态方程,探讨了二次外流的形成、组成和几何结构。我们计算的核合成r-过程的产量通过采样的流出与一组密集的示踪粒子。在新合成的原子核中,来自残余r-过程放射性的核加热预计将为红色千诺瓦提供动力,独立于动力学喷出物成分,在合并时发射,以及中子贫的宽极流出,由中微子风从超大质量中子星表面发射。我们的模拟表明,磁盘的磁化和高黑洞自旋都能够发射快速风外流($v/c\sim 0.11-0.23$)与广泛的电子分数$Y_{\rm e}\sim 0.1-0.4$,并帮助解释在kilonova光变曲线中观察到的多个组件。通过非束缚流出从合并后盘的总质量损失在初始盘质量的2%和17%之间。
2019-07-16 astro-ph.HE
The outflows accelerated by the magnetic fields and radiation force of accretion disks
发光吸积盘的内部区域是辐射压控制的。我们估计了辐射压主导的吸积盘的表面温度,θ =(c_s/r Ω_K)^2 <<(H/r)^2,它明显低于气压主导的吸积盘的表面温度,θ(H/r)^2.这意味着,只有当沿磁场线的有效势垒极浅或不存在势垒时,外流才能从辐射压主导盘的光球层磁性地发射。对于后一种情况,流出中的慢音速点可能在盘中,这导致盘上方的缓慢圆形稠密流。这意味着从辐射压主导的盘中发射喷流需要热气体(可能在日冕中),这为某些X射线双星和活动星系核中的相对论喷流与热等离子体有关的观测证据提供了一个自然的解释。我们研究了由吸积盘的磁场和辐射力加速的盘上方热日冕的外流。我们发现,在辐射力的帮助下,流出的质量损失率很高,这导致了缓慢的流出。这可能是为什么射电强窄线塞弗特星系中的喷流与耀变体中的喷流相比一般来说是温和的相对论性的原因。
2014-01-18 astro-ph.HE
Clumpy Outflow from Supercritical Accretion Flows
超临界(或超爱丁顿)吸积流中的物质的显着部分被吹走的辐射力,从而形成外流,然而,这种辐射驱动的外流的性质一直知之甚少。我们在一个514 r_S × 514 r_S(r_S为Schwarzschild半径)的大模拟箱中对10或10^8太阳质量的黑洞的超临界吸积流进行了全球二维辐射-磁流体动力学模拟。我们证实,未准直的流出速度的10倍的光速出现从吸积流的最里面的一部分超过10 - 50度的大角度从磁盘旋转轴。重要的是,在~ 250 rS高度以上,流出流表现为团簇结构.团簇的典型尺寸约为10 rS,对应于一个光学深度,其形状沿流出方向略微拉长。由于团块开始形成在(向上)辐射力克服(向下)重力的层中,瑞利-泰勒不稳定性似乎是主要原因。此外,当辐射漏斗穿过辐射压力支持的大气时产生的辐射流体动力学不稳定性也可能有助于形成一个光学厚度的团块。磁光子泡的不稳定性似乎不是必要的,因为类似的cluerous流出结构中获得非磁辐射流体动力学模拟。由于团块的空间覆盖因子估计约为0.3,而且它们的光学厚度略高,因此它们至少可以解释活动星系核的一些快速光变。我们进一步讨论了由云团外流产生宽线云的可能性。
2013-05-05 astro-ph.HE
On the structure of Accretion Disks with Outflows
为了研究吸积盘的外流,我们在球坐标系($rθϕ$)下求解了吸积盘的流体动力学方程组,得到了吸积盘沿$θ$方向的显式结构.利用径向自相似假设,将方程组转化为关于$θ$坐标系的常微分方程组,然后在赤道平面上采用对称边界条件求解,得到了速度场.采用$α$粘度公式,并引入平流因子$f$简化能量方程,计算结果表明,对于Shakura-Sunyaev湍流(SSD),气盘为较薄的准开普勒气盘;对于平流吸积流(ADAF),气盘为较厚的亚开普勒气盘,气盘为细长气盘,这与以往流行的分析模型一致.然而,流入区和流出区总是存在的,除了当粘度参数$α$太大,这支持了一些最近的数值模拟工作的结果。我们的结果表明,外流应该是常见的各种吸积盘和可能更强的细长盘,其中平流和辐射压力占主导地位。我们还提出了结构依赖于输入参数,并讨论了它们的物理意义。这项工作的注意事项和可能的改进,在未来进行了讨论。
2011-03-22 astro-ph.HE
Estimation of mass outflow rates from viscous relativistic accretion discs around black holes
研究了非旋转黑洞周围的Schwarzschild度规流,得到了完全广义相对论下的自洽吸积-抛射解。我们涵盖了整个参数空间中的平流制度,以获得冲击,以及,无激波吸积解决方案。我们用冯-蔡佩尔曲面计算喷流流线,并将喷流运动方程投影到流线上,与吸积盘运动方程同时求解。我们发现,在广义相对论公式中不存在{for $α\gsim0.06$ }的定常激波,但如果考虑质量损失,定常激波会更小。结果表明,对于固定的外边界,激波随着粘性参数的增加而向视界移动。质量流出率随着激波向黑洞靠近而增加,但最终会减小,在激波{位置}的某个中间值处最大。喷流的终端速度随激波强度的增大而增大,从定量上讲,当激波强度为$\rsh < 20 \rg$时,喷流的终端速度为$v_{{\rm j}\infty} > 0.1$.在广义相对论范围内得到的流出速率的最大值小于质量吸积速率的$6\%$。
2016-05-03 astro-ph.HE
Simulation of a Compact Object with Outflows Moving Through a Gaseous Background
相对于周围气体运动的致密物体会吸积物质并扰动其附近气体的密度。在经典的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积图中,扰动的形式是物体后面的一个过密尾流,它施加了一个动力学摩擦阻力。我们使用流体动力学模拟来研究吸积速率和动力学摩擦强度如何通过从致密物体流出的存在而被修改。我们表明,破坏尾流的流出减少动力摩擦,并扭转其符号时,流出是足够强的,在良好的定量分析计算的一致性。对于强各向同性外流,我们模拟的尺度结果是负动力学摩擦,即,净加速度。对于由再处理吸积驱动的类喷流,吸积速率和动力学摩擦的大小都随着更强大的喷流而下降。当喷流与致密天体的运动方向一致时,吸积速率是强间歇性的。外流的动力学效应可能是重要的致密天体的演化过程中的共同信封阶段的二元系统,吸积致密天体和大质量恒星遇到AGN盘。
2020-03-30 astro-ph.HE
Energy, momentum and mass outflows and feedback from thick accretion discs around rotating black holes
使用长时间的广义相对论磁流体动力学模拟的辐射效率低的吸积盘,从这样的系统的能量,动量和质量流出率估计。外流通过两种相当不同的模式发生:相对论性喷流和亚相对论性风。喷流的能量很大程度上取决于黑洞的自旋和视界处的磁通量。除非这些能量非常小,否则喷流中的能量输出超过风中的能量输出。对于在磁制动极限吸积的快速自旋黑洞,证实了喷流功率超过静止质量能量的总吸积速率。然而,由于强准直,喷流可能不会对其周围环境产生显著的反馈效应。风中的能量比较适中,对黑洞自旋和磁通量的依赖性较弱。然而,由于风对着一个大的立体角,预计它将提供有效的反馈范围广泛的尺度内的主星系。得到了射流和风中能量和动量外流率的经验公式。
2013-11-22 astro-ph.HE
Radiation hydrodynamics simulations of wide-angle outflows from super-critical accretion disks around black holes
通过在Schwarzschild半径为5000的大计算域上进行二维辐射流体动力学模拟,揭示了黑洞周围超临界吸积流的辐射力可以产生广角外流.径向速度(v_r)大于逃逸速度(v_esc)的流出流的角尺寸随着离黑洞距离的增加而增大。结果,质量在所有方向上以v_r > v_esc的速度被吹走,除了赤道面附近,θ =0- 85 ^circ,其中θ是极角。每单位时间从外边界喷出的质量大于质量吸积到黑洞上的速率,约为150 L_Edd/c ^2,其中L_Edd和c是爱丁顿光度和光速。这种广角高速外流的动力学功率与光子光度相当,并且比爱丁顿光度大几倍。这相当于恒星质量的黑洞的约10^39-10^40尔格/秒。我们的模型与在一些超亮X射线源(ULX)中观察到的激波激发气泡的观测结果一致,支持ULX是由恒星质量黑洞的超临界吸积提供动力的假设。
2014-12-15 astro-ph.HE
Two-dimensional Inflow-outflow Solution of Supercritical Accretion Flow
给出了超临界吸积流辐射流体动力学方程的二维流入流出解。与以前的研究相比,我们包括所有的组件的粘性应力张量。我们假设流体为稳态流动,在球坐标系的$ r-θ$域中采用径向自相似解求解方程组。微分方程组已从旋转轴到赤道平面积分。我们发现,自相似性假设要求的径向分布的密度描述的$ ρ(r) \propto r^{-0.5} $。相应地,质量流入速率的径向分布随着半径的减小而减小,如$ \dot{M}_\mathrm{in} \propto r $。在我们的解中发现了流入-流出结构。在$ θ> 65^{\circ} $区域内存在流入,在该区域之上,流动向外移动,流出可以发起。分析了外流的驱动力,发现辐射力占主导地位,并以极向速度$ \sim 0.25 c $向外推动气体粒子。对出流特性进行了研究。结果表明,入流的质量通量加权角动量小于出流的质量通量加权角动量,因此,出流可以输送流动的角动量。我们还分析了超临界圆盘的对流稳定性,发现在没有磁场的情况下,流动是对流不稳定的。我们的分析结果与以前的数值模拟的超临界吸积流是完全一致的。
2019-11-05 astro-ph.HE
Studying Postmerger Outflows from Magnetized Neutrino-cooled Accretion Disks
紧密双星合并产生的自旋黑洞周围的中子冷却吸积流是形成喷流和发射磁驱动外流的一个有希望的方案。基于LIGO和Virgo天文台对GW170817引力波的探测以及电磁观测,该模型可以解释短持续时间伽马射线暴(GRB)和kilonova辐射的中心引擎。利用开放源代码的GRMHD HARM-COOL程序,在固定弯曲时空背景下,发展了几种具有真实状态方程的二维磁化吸积盘-黑洞模型.我们应用粒子示踪技术来测量流出物的性质。选择的磁盘和黑洞的初始参数的方式来表示不同的可能合并后的情况下合并的紧凑对象。我们的模拟显示了黑洞的自旋和喷出的质量之间有很强的相关性。一般来说,合并产生巨大的圆盘和快速旋转的黑洞会产生更强的外流。我们观察到我们的模型产生的风具有中等速度($v/c \sim 0.1-0.2$)和宽范围的电子分数。我们使用这些结果来估计可能的放射性供电的瞬态发射这样的系统的光度和光变曲线。我们发现亮度峰值范围内的$10^{40}-10^{42}$ erg/s,这与以前的研究盘风外流。
2022-12-11 astro-ph.HE
The influence of large scale magnetic field in the structure of supercritical accretion flow with outflow
本文研究了有外流时,有序大尺度磁场对超临界吸积流结构的影响。在圆柱坐标系下($r, φ,z$),利用自相似解写出了1.5维、定常($\frac{\partial}{\partial t}=0$)和轴对称($\frac{\partial}{\partial φ}=0$)的流入流出方程。本文还建立了一个由环形分量和垂直分量磁场共同作用的辐射压支持的吸积流模型。为了研究外流,我们采用了一个与半径有关的质量吸积率$\dot{M}=\dot{M}_{out}{(\frac{r}{r_{out}})^{s+\frac{1}{2}}}$和$s=\frac{1}{2}$。在前人工作的基础上,我们考虑了质量、径向和角动量的交换以及流入和流出之间的能量。我们在数值上发现,磁场的两个分量对圆盘的厚度具有相反的影响,而对流体的径向速度和角速度具有类似的影响。我们发现,磁场环向分量的存在将导致径向速度和方位速度的增加以及圆盘的相对厚度的增加。此外,当磁场的垂直分量在磁化流中变得重要时,盘的厚度将减小。结果表明,质量流入率、流出比能对平流参数有很大影响,增大这两个分量的磁场,吸积流的温度将显著降低。另一方面,我们已经表明,高值的$\dot{m} (\dot{m}>>1)$的薄盘的热光度是不敏感的质量吸积率,并保持恒定($L \approx 10 L_{E}$)。
2017-05-21 astro-ph.HE
On the disappearance of broad-line region in low-luminosity active galactic nuclei: the role of the outflows from advection dominated accretion flows
宽线区(BLR)在许多低光度活动星系核中消失,其原因至今仍有争议。活动星系核中的BLR被认为与吸积盘的外流有关。大多数低光度活动星系核(LLAGNs)都含有平流主导的吸积流(ADAFs),这些吸积流非常热,并且具有正的伯努利参数。因此,ADAF与强劲的外流有关。我们估计了从ADAF流出的冷却,并发现在这样的热流出的气体总是不能有效地由韧致辐射冷却。ADAF可以与标准盘共存,即,在吸积速率略低于临界速率的源中,内层ADAF与外层薄吸积盘在半径R_tr处相连。对于Ledd> 0.001Ledd的ADAF,由于凝结过程的存在,ADAF中可能存在次级小内冷盘。我们估计了外流的康普顿冷却,其中软种子光子来自外冷盘或次级内冷盘。研究发现,只要ADAF向外冷盘的过渡半径较小或次级小冷盘的光度大于0.003L_edd,则由于冷盘发射的软种子光子,远离ADAF的外流气体可以被有效冷却而形成BLR云.如果转捩半径不是很大,BLR云仍然可以在外部冷薄盘的流出中形成。对于<0.001L_edd的源,内部的小冷盘在ADAF中被完全蒸发,外部的薄吸积盘可能被ADAF抑制,导致BLR消失。本文还讨论了这种情况对双峰宽线辐射源的物理意义。
2010-09-26 astro-ph.HE
Structure of a hot accretion flow in the presence of outflow and convection with large ordered magnetic field
热吸积流的流体动力学和磁流体动力学模拟表明,随着半径的减小,质量吸积率向内减小。因此,与恒定吸积率的情况(($ρ\propto r^{-\frac{3}{2}}$)相比,我们有一个更平坦的密度分布(在$\dot{M}\propto r^{s}$的情况下,$ρ\propto r^{-p}$与$p\propto 1.5-s$,$0 \leq s<1$)。为了描述这种行为,已经提出了两种模型:流入流出的解决方案和对流为主的吸积流。研究了存在对流、大尺度磁场和外流时热吸积流的性质。我们考虑定常状态下的轴对称粘性流。我们使用自相似解来求解1.5维的流入流出方程。为了简单起见,我们假设对流是一个自由参数。本文考虑了磁场的两个分量(环向和垂直)。结果表明,强对流使入流的吸积和旋转变慢,而它变得更热,更厚。我们发现圆盘的厚度明显偏离非对流解。我们已经表明,磁场的两个分量对圆盘的厚度具有相反的影响,而对流体的径向速度和角速度具有类似的影响。
2017-06-07 astro-ph.HE
A universal critical accretion rate for black hole jet formation
International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University(国际射电天文研究中心,科廷大学);School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(自然科学与院,高等研究院)
本研究发现TDEs在特定临界吸积率下启动喷流,揭示了超大质量黑洞与恒星质量黑洞在喷流形成机制上的相似性。
2026-02-16 astro-ph.HE
Point-wise Self-similar Solution for Spiral Shocks in Accretion Disk with Mass Outflow in Binary
本文研究了一个定常、绝热、非轴对称的吸积盘围绕一颗致密双星产生的螺旋激波的性质。首次在基本守恒方程中引入Roche势和Coriolis力,考虑了双星可能产生的各种影响。为了简化研究,本文假设螺旋激波是点向自相似的,且流动处于垂向流体静力平衡。我们还研究了激波压缩引起的质量外流,并将其应用于双星吸积中的白矮星。我们发现,我们的模型将是有益的,以克服特别的假设,光学厚风通常用于研究的超新星Ia的祖先。
2021-09-09 astro-ph.HE
Global Structure of Three Distinct Accretion Flows and Outflows around Black Holes through Two-Dimensional Radiation-Magnetohydrodynamic Simulations
我们提出了详细的全球结构的黑洞吸积流和外流通过新执行的二维辐射磁流体动力学模拟。从一个穿有弱环向磁场的环出发,通过控制初始环的中心密度ρ_0,我们可以再现三种不同的吸积流模式。模型A的中心密度最高,产生了一个光学和几何厚度的超临界吸积盘。辐射力大大超过盘面上方的重力,从而驱动强烈的外流(或喷流)。由于温和的光束,在正面视图中,表观(各向同性)光子光度为~22L_E(其中L_E是爱丁顿光度)。如果我们增加流动密度,甚至更高的视光度是可行的。在具有中等密度的模型B中,吸积流的辐射冷却是如此有效,以至于在半径大于~7R_S(其中R_S是史瓦西半径)处形成标准型、冷的、几何上薄的盘,而在其他情况下,吸积流的辐射效率是低的。该模型中出现了磁压驱动的圆盘风。在模型C中,密度太低,流动不能具有辐射效率。因此,该流动变成辐射效率低的吸积流,其在几何上是厚的并且在光学上是薄的。磁压力与气体压力共同驱动圆盘表面的外流,而流通过射流而不是辐射释放能量。观测的影响进行了简要讨论。
2011-05-27 astro-ph.HE
Latest trends in the study of accretion and outflows around compact objects
黑洞和中子星的天体物理学研究在最近十年有了新的进展,人们认识到在中子星的视界或表面附近的次开普勒流和与之相关的离心势垒在决定吸积物质的辐射光谱性质和外流形成方面起着重要作用。这个区域可以保持稳定或振荡,这取决于吸积率,比角动量和比能量的流动。振荡的复杂性可能取决于流入从流出接收的反馈程度。该区域可以发射硬X射线或软X射线,这取决于由该区域拦截的热电子和软光子的相对数量。我们讨论了这些性质是如何产生的,以及它们如何解释黑洞候选者的观测结果。
2017-04-07 astro-ph.HE
The role of feedback in accretion on Low Luminosity AGN: Sgr A* case study
我们提出的数值模型的气体动力学的内秒差距的银河系中心。我们从它的起源跟踪气体作为几个观测到的年轻大质量恒星的恒星风,直到它被中心的黑洞捕获,或者离开系统。与我们以前的模型不同,我们包括从内部吸积流流出。两种不同类型的外流建模:(i)的瞬时响应反馈模式,其中的流出率是成正比的当前黑洞气体捕获率;和(ii)爆发模式,这是更强,但持续有限的时间。后一种情况可能与人马座A* 特别相关,因为有证据表明人马座A* 在最近的过去要亮得多。我们发现,这两种类型的外流扰动附近的邦迪半径和黑洞捕获率显着的气体动力学。这种影响比资金外流本身持续的时间更长。我们还比较了球对称和准直外流的影响,发现后者在将其能量传递到捕获半径附近的周围气体时效率要低得多。我们的研究结果表明,吸积反馈是重要的非辐射吸积流不仅在内部,而且在捕获半径之外。不考虑反馈流出的稳态邦迪吸积率估计不仅高估了黑洞的吸积率,而且高估了邦迪半径本身的捕获率。最后,如果吸积反馈在本质上是突发的,那么文献中常规研究非辐射流的稳态假设可能不得不放弃。
2015-03-10 astro-ph.HE
Limits on luminosity and mass accretion rate of a radiation pressure dominated accretion disc
在吸积盘中,黑洞的引力在垂直方向上存在极大值。如果盘的辐射通量大于对应于最大垂直重力的临界值,则可能从盘驱动外流。我们发现,外流驱动的辐射力从光盘,如果吸积率大于爱丁顿率。因此,盘的辐射受到这种流出的限制。在大mdot病例中,视盘亮度L=L_Edd \propto ln mdot。对于mdot~100,盘的爱丁顿比为~3,这显著低于没有流出的传统细长盘。这意味着某些具有高度超爱丁顿光度的超亮X射线源的辐射应该是多普勒波束的,或者在这些源中是中等质量的黑洞而不是恒星质量的黑洞。当mdot>2时,流出圆盘的频谱在高频端饱和。我们认为,饱和辐射可以用来估算高速吸积的黑洞的质量,如窄线塞弗特星系。黑洞的质量吸积速率总是在爱丁顿速率附近,即使外半径处的质量吸积速率非常高,因为大多数气体都被移到了流出物中。这意味着,高红移z>6的发光类星体应该是以接近爱丁顿速率的持续吸积长大的。
2015-02-10 astro-ph.HE
Large-scale outflow structure and radiation properties of super-Eddington flow: Dependence on the accretion rates
为了精确地评估超爱丁顿吸积体对环境的影响,必须确保足够大的模拟箱和较长的计算时间,以尽可能避免数值设置中的任何伪影。本文在大型模拟箱中对$10~M_\odot$黑洞进行了轴对称二维辐射流体动力学模拟,研究了不同吸积率${\dot M}_{\rm BH} = (110 - 380) ~L_{\rm Edd}/c^2$下超爱丁顿吸积流的大尺度外流结构和辐射性质.当离心力与引力平衡时,流入物质的开普勒半径固定为2430史瓦西半径,随着${\dot M}_{\rm BH}$的增加,机械光度的增长比辐射光度的增长快。特别是当从接近正面的方向看时,各向同性机械发光度与${\dot M}_{\rm BH}^{2.7}$成比例地增长,而总机械发光度与${\dot M}_{\rm BH}^{1.7}$成比例。前者的原因是,${\dot M}_{\rm BH}$越高,盘表面就变得越垂直膨胀,这使得辐射场更局限于围绕旋转轴的区域中,从而强烈地加速流出的气体。根据流出气体能否到达模拟箱的外边界,将流出气体分为纯流出气体和失败流出气体。失败流出的分数随着${\dot M}_{\rm BH}$的减小而减小。我们分析了沿每个流出轨迹的物理量,发现伯努利参数($Be$)不是区分纯流出和失败流出的好指标,因为它从来不是恒定的,因为辐射压力的持续加速。纯流出可以出现,即使$Be < 0$在发射点。
2022-09-03 astro-ph.HE
Radiative GRMHD simulations of accretion and outflow in non-magnetized neutron stars and ultraluminous X-ray sources
我们运行两个GRRMHD模拟的超爱丁顿吸积盘周围的黑洞和非磁化,非旋转的中子星。中子星是用反射内边界条件模拟的。在中子星模拟中,我们观察到在盘的内部区域形成了一个过渡层,这导致了比黑洞情况更大的质量流出率和更低的辐射光度。当从各个方向观察中子星的情况时,流动的球形化导致在爱丁顿值附近的无穷远处可观察到的光度,与黑洞的情况形成对比,其中当沿着盘轴观察时,发射的准直导致可观察到的光度高出约一个数量级。我们发现外流是光学厚散射,这将导致任何中子星在相应的ULX观测到的脉动模糊。
2018-06-06 astro-ph.HE
Radiatively and thermally driven self-consistent bipolar outflows from accretion discs around compact objects
我们调查的作用,辐射驱动的冲击喷射双极流出平流吸积盘在自洽的方式。内盘辐射影响射流的亚音速部分,而预激波盘辐射影响射流的超音速部分,从而构成一个多级加速过程。结果表明,来自内盘的辐射不仅加速而且增加了质量流出率,而来自预激波盘的辐射只增加了流动的动能。如果这两种辐射的比例适当,则有可能获得很高的终端速度。我们还从激波前的辐射估计了激波后的亮度,并表明随着粘性参数的增加,圆盘变得更加明亮,并且由此产生的射流同时变得更快。这模拟了微类星体从低硬光谱态移动到中等硬光谱态时稳定的温和相对论性但更强的喷流的产生。
2013-11-01 astro-ph.HE
Wind from the black-hole accretion disk driving a molecular outflow in an active galaxy
由活动星系核(AGN)驱动的强风在超大质量黑洞(SMBH)及其宿主星系的演化过程中起着重要作用,它可以抑制恒星的形成,并解释SMBH与星系之间的紧密关系。最近对超亮红外星系(ULIRGs)中大规模分子外流的观测提供了支持这些研究的证据,因为它们直接追踪了恒星形成的气体。理论模型表明,这些外流的起源是由快速活动星系核吸积盘风驱动的能量守恒流。先前关于ULIRGs中大规模分子外流和活动星系核活动之间存在联系的说法是不完整的,因为它们缺乏对假定的内风的探测。相反,迄今为止,对活动星系核吸积盘风的研究只集中在对局部西弗特和少数高红移类星体的X射线观测上。在这里,我们清楚地检测到一个强大的活动星系核吸积盘风与温和的相对论速度为0.25 c的X射线光谱的IRAS F11119+3257,附近(z = 0.189)光学分类1型ULIRG托管一个强大的分子外流。活动星系核贡献了大约80%的辐射,其亮度类似于类星体,L_AGN = 1.5x10^46 erg/s。这些风的能量与能量守恒机制是一致的,这是在缺乏强大的射电喷流的活动星系核类星体模式反馈的基础。
2015-03-25 astro-ph.HE
The relativistic outflow driven by the large-scale magnetic field from an accretion disk
本文建立广义相对论MHD公式描述吸积盘大尺度磁场驱动的外流,约束初始等离子体β范围,并指出AGN、XRB和GRB喷流均需强磁化高温初始条件。
2025-03-15 astro-ph.HE
Thermal irradiation induced wind outflow in a geometrically thin accretion disk: A hydrodynamic study
许多天体物理学来源,例如,激变变星、X射线双星、活动星系核,当它们显示出一个黑体谱时,就会显示出一种外流风,因此,它们就隐藏着一个几何上薄的开普勒吸积盘。与平流盘不同,在薄盘中,物理环境,如发射线,外部加热,预计将发挥关键作用,以驱动风流出。我们表明,风外流在薄磁盘归因于磁盘辐射效应,可能是从内部到外部磁盘。我们解决了一组稳定的,轴对称的磁盘模型方程在圆柱坐标系沿垂直方向为一个给定的发射半径$(r)$从中平面,引入辐射作为一个参数。我们得到一个加速的解决方案,有限的照射中存在一个固定的,但微小的初始垂直速度(因此薄盘属性几乎不改变)在中平面,最大高度($z^{max}$)。结果表明,出流主要发生在盘的外部区域,出流密度随发射半径的增大而减小,在一定的发射半径下,出流密度随发射高度的增大而减小。风功率随弹射高度的增加而减小。对于$z^{max} < 2r$,在流体速度与方位角速度相同的情况下,在所有方向上切向地(或平行于盘中平面)喷射出风流出。这主要证实了,对于低质量X射线双星,(a)风外流应优先观察到高倾角的来源,(b)红色和蓝色移动的吸收线的预期。
2021-06-11 astro-ph.HE
Model of a disk-outflow coupled system: disk-outflow symbiosis
一些观测证据和更深层次的理论见解表明,吸积和外流/喷流是强烈相关的。我们模拟了一个平流盘外流耦合动力学。我们调查的磁盘流出表面的属性,以及它是如何依赖于自旋的黑洞。这样一个共生系统的能量很大程度上取决于黑洞的质量、吸积率和自旋。该模型清楚地表明,从磁盘提取的外流功率强烈增加与黑洞的自旋。
2013-02-13 astro-ph.HE
New insights on the accretion disk-winds connection in radio-loud AGNs from Suzaku
通过对5个射电大活动星系核的长时间朱雀观测的频谱分析,我们发现其中3个活动星系核(3C 111、3C 120和3C 390.3)存在速度约为0.1c的超快外流。它们与吸积盘风/外流相一致。我们还进行了后续的3C 111监测其流出约7天的时间尺度,并检测到一个可能的相对论性发射线的反相关变化相对于蓝移的铁钾功能,以下流量增加。这为活动星系核中的吸积盘与风的联系提供了第一个直接证据。这些外流的质量流出率可以与吸积率相媲美,它们的机械功率可以对应于显着比例的热光度,并与它们典型的喷流功率相媲美。因此,它们可能在活动星系核的反馈中起重要作用,并为我们进一步研究吸积盘与风/喷流形成之间的关系提供线索。
2011-11-03 astro-ph.HE
Unifying the X-ray coronae and ultra-fast outflows: a PBI-enhanced outflow-based corona model for the inner accretion disc
Institute for Astronomy, School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院天体物理研究所)
本文提出一种基于喷流的增强型冠状物模型,通过Photon Bubble Instability提高能量传输,成功解释了X射线冠状物和超高速喷流的物理联系及观测特征。
2026-03-25 astro-ph.HE
AGN cool feedback and analogy with X-ray binaries: from radiation pressure to cosmic ray driven outflows
冷外流现在在星系中很常见,但它们的物理起源和驱动机制仍然不清楚。活动星系核(AGN)反馈可能通过宇宙射线(CR)和尘埃上的辐射压力加速冷星系外流。在这里,我们调查的CR和辐射反馈的活动星系核的相对重要性,我们分析的物理条件流出发射作为一个功能的黑洞吸积流模式。我们假设从活动星系核喷流起源的CR,并考虑与银河系X射线双星的类比,从而喷流是突出的低吸积率(硬态)和淬火在高吸积率(软态)。我们发现,CR驱动的外流可以在低吸积率和大半径供电,而辐射压力驱动的外流占主导地位,在高吸积率和小半径。因此,两个AGN反馈机制-CR和辐射压力的尘埃-可能发挥互补作用,在驱动冷外流星系尺度。从辐射压力驱动的外流在较高的吸积率的CR驱动的外流在较低的吸积率的过渡可能对应于在宇宙时间的基础吸积流模式的过渡(从一个辐射有效的吸积盘辐射效率低下的射流为主的流量)。
2022-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Effects of Compton Cooling on Outflow in a Two Component Accretion Flow around a Black Hole: Results of a Coupled Monte Carlo-TVD Simulation
我们希望研究冷却康普顿云对黑洞周围吸积盘外流形成率的影响。我们进行了一个时间相关的数值模拟,其中流体动力学和辐射转移过程耦合在一起。我们考虑一个两分量的吸积流,其中开普勒盘浸入吸积低角动量流(晕)周围的黑洞。来自开普勒盘的软光子被晕中的电子以及离心压力支持的激波和视界之间的区域反康普顿化。我们通过改变Keplerian盘的速率运行了几个案例,并看到了对激波位置和外流特性以及频谱的影响。我们表明,作为康普顿云的康普顿化的结果,云变得更冷的开普勒磁盘率的增加。当合成的热压力降低时,激波后区域塌陷,流出速率也降低。由于硬辐射产生于激波后区,且谱线斜率随电子温度的降低而增大,冷却使谱线变软。因此,我们发现吸积黑洞的光谱状态和流出率之间的直接相关性。
2012-10-12 astro-ph.HE
Estimation of mass outflow rates from dissipative accretion disc around rotating black holes
研究了旋转黑洞在质量损失情况下的耗散吸积流的性质。通过自洽求解基本的守恒方程,我们得到了稳态下的整体流入流出解的完整集合。我们观察到,整体流入流出的解决方案是不是孤立的解决方案,相反,这样的解决方案是可能的流入参数范围很广。因此,我们确定的边界参数空间的流出,跨越的角动量($λ_{\rm in}$)和能量(${\cal E}_{\rm in}$)在内部音速点($x_{\rm in}$),作为功能的耗散参数,并发现参数空间逐渐缩小的耗散率的增加。此外,我们研究的流出率$R_{\dot m}$(定义为流出流入的质量流量的比率)的属性,并确定耗散过程中起决定性作用,在确定的流出率。我们用粘性参数($α$)和黑洞自旋($a_k$)计算了最大流出率($R_{\dot{m}}^{\rm max}$)的极限,得到极限范围为$3\% \le R_{\dot{m}}^{\rm max} \le 19\%$ .此外,我们计算了$α$的可行范围,承认耦合流入-流出的解决方案,并发现$α\lesssim 0.25$ $R_{\dot m} \ne 0$。最后,我们讨论了我们的形式推断的黑洞的自旋的观测含义。为此,考虑到黑洞源GRO J1655-40的最高观测QPO频率($\sim 450$ Hz),我们将源的自旋值限制为$a_k \ge 0.57$。
2017-07-24 astro-ph.HE