Jet Formation in 3D GRMHD Simulations of Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion
本研究开展首个快速旋转黑洞BHL吸积的3D GRMHD模拟,发现磁通量累积可催生相对论喷流,磁场强度影响喷流持续性,喷流效率极高且磁场会改变黑洞所受阻力。
2023-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion onto Star Clusters
一颗孤立的恒星以超音速运动通过均匀的气体,从它的引力诱导尾流中吸积物质。吸积的速率由恒星的吸积半径决定,并由经典的邦迪-霍伊尔-利特尔顿理论很好地描述。然而,恒星并不是孤立地诞生的。它们在星团中形成,在那里它们吸积了受到星团中所有恒星影响的物质。我们进行三维流体动力学模拟的集群嵌入在一个均匀密度的风,以研究如何由个别集群成员所经历的吸积率被改变的环境气体和集群本身的属性。我们研究吸积作为一个功能的集群成员的数量,他们之间的平均距离,和他们的个人吸积半径的大小。我们确定这些关键参数的影响的总和个人的吸积率,我们比较分析预测。我们表明,当星系团中的单个物体的吸积半径基本上重叠时,周围的气体在被吸积到单个恒星上之前被有效地吸积到星系团的集体势能中。我们发现,个别集群成员可以大大增加比他们将在隔离,特别是当流能够有效地冷却。这种效应可能会改变星团中吸积致密天体的光度,并可能导致年轻星团以及低倾角和低离心率的球状星团的年轻化。
2019-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion onto a rotating black hole with ultralight scalar hair
数值研究带超轻标量毛的旋转黑洞上的相对论性BHL吸积,发现激波锥与驻点,拟合质量吸积率,并关联Sgr A*和微类星体的准周期振荡。
2023-06-16 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
General relativistic magnetized Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion with a spin-field misalignment: Jet nutation, polarity reversals, and Magnus drag
本研究通过三维广义相对论磁流体动力学模拟,探究自旋场失准下黑洞的磁化BHL吸积,发现磁囚禁吸积流、间歇性喷流、喷流章动与极性反转及马格努斯阻力等现象,关联双黑洞并合余辉等场景。
2025-04-16 astro-ph.HE gr-qc
Numerical simulations of axisymmetric hydrodynamical Bondi-Hoyle accretion onto a compact object
一个引力体以超音速相对速度浸入周围介质中,就会出现邦迪-霍伊尔吸积构形。从风吸积的X射线双星到逃逸的中子星,这样的状态已经被见证了很多次,并被认为是激波形成的原因,其性质只能勉强通过分析得出。本文给出了从大尺度吸积半径到致密体附近的Bondi-Hoyle吸积定常流结构的数值表征的第一个结果。对于不同的马赫数,我们研究了相关的弓形激波。结果表明,这些模拟证实了Foglizzo和Ruffert(1996)关于绝热指数为5/3的内音速表面拓扑结构的分析预测。它们还使我们能够得到相关的质量吸积率,位置和温度的弓形激波,作为函数的流动参数,以及横向密度和温度分布在尾流。
2015-09-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Binary Black Hole Mergers in Gaseous Environments: "Binary Bondi" and "Binary Bondi-Hoyle-Lyttleton" Accretion
在星系合并过程中产生的超大质量黑洞-黑洞(BHBH)双星是可探测到的引力波很有希望的来源。如果这样的合并发生在气体环境中,就有可能同时探测到电磁辐射和引力辐射,因为气体的搅动、冲击加热和吸积可能会产生电磁通量的变化和增强。这样的同步探测可以为研究引力物理学、吸积物理学和宇宙学提供大量的机会。我们调查这种情况下进行全面的广义相对论,流体动力学模拟合并,等质量,nonspinning BHBH二进制嵌入气体云。我们使用BSSN制定标准移动穿刺计条件和处理的流体力学通过高分辨率的冲击捕获(HRSC)计划的度量。我们认为这两个“二进制邦迪吸积”中的二进制是在休息相对于周围的气体云,以及“二进制邦迪-霍伊尔-Lyttleton吸积”中的二进制移动相对于气体云。气体云被假定为远离双星的均匀气体云,并由一个Γ-定律状态方程控制。我们使Γ在4/3和5/3之间变化。对于每个模拟,我们计算的气体流量和吸积率和估计的电磁光度由于韧致辐射和同步辐射。我们发现的证据显着增强的吸积率和光度的值为一个单一的黑洞的相同质量的二元。我们估计,对于一个10^6太阳质量的双星,在z=1时,密度为n~10/cm^3,温度为T~10^6 K的热气云中,这种亮度增强应该是可以用激光SST探测到的,最大值为L~3x10^43 erg/s,发射峰值在可见波段。
2009-12-14 astro-ph.HE gr-qc
Effects of the Angular Momentum of Accreting Matter on the Flow Structure in the Subsonic Settling and Bondi-Hoyle Accretion Regimes
以前未探索的吸积制度与旋转的吸积物质,即扰动的准球形亚音速沉降流和Bondi-Hoyle吸积存在的轴向旋转,被认为是在理想的流体力学的框架内。对于亚音速沉降吸积,扰动显示出快速增长的引力中心的接近,使在内部区域的流动可以不再被认为是准球形的。对于Bondi-Hoyle吸积,真空圆柱形空腔被示出形成在离重力中心近流动轴的大距离处,该空腔外的流速几乎与到旋转轴的距离无关。
2014-03-10 astro-ph.HE
Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion around the Rotating Hairy Horndeski Black Hole
本研究模拟旋转带毛Horndeski黑洞的BHL吸积激波锥动力学,分析标量毛、自转参数、渐近速度的影响及QPO模式特征,结合M87*、GRS 1915+105观测约束毛参数取值。
2024-07-12 astro-ph.HE gr-qc
Bondi-Hoyle Accretion onto Magnetized Neutron Star
利用轴对称MHD方法研究了在星际介质中以超音速(马赫数为3)运动的孤立磁化中子星的Bondi-Hoyle吸积。假设恒星有一个与其运动方向一致的偶极磁场,磁层半径R_m小于吸积半径R_BH,因此引力聚焦是重要的。我们发现在所考虑的参数下,磁化星的吸积率小于非磁化星的吸积率。靠近恒星时,吸积物质沿着磁极落在恒星表面,质量流量较大的物质流向恒星的背风极。在恒星磁场相对较大的情况下,恒星的磁场在R_m之外的物质流方向上(朝向恒星的迎风面)被拉伸。对于较弱的磁场,我们观察到的振荡的封闭磁层的正面和背面。这些都伴随着强烈的振荡的质量吸积率的变化因素~ 3。由于星际物质的吸积,在X射线波段可以看到没有射电辐射的老的缓慢旋转的中子星。一般来说,恒星的速度、磁矩和角速度矢量可能都在不同的方向上,因此吸积光度会随着恒星的自转速率而变化。
2011-11-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic Dynamics and Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion onto Rotating Embedded Black Hole Models
Zhejiang Normal University(浙江师范大学);American University of the Middle East(中东美国大学);Echahid Cheikh Larbi Tebessi University(埃沙希德谢赫拉比特贝西大学);Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学);Istanbul University(伊斯坦布尔大学);National Research University TIIAME(塔什干国家研究技术大学TIIAME);University of Tashkent for Applied Sciences(塔什干应用科学大学);National University of Uzbekistan(乌兹别克斯坦国立大学);Tashkent State Technical University(塔什干国立技术大学)
本文研究了旋转嵌入黑洞的相对论吸积机制,分析了旋转参数和嵌入参数对吸积流形态及QPO频率的影响。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Axisymmetric Bondi-Hoyle accretion onto a Schwarzschild Black Hole: shock cone vibrations
本文数值研究了在视界穿透坐标系下,超声速理想气体在固定Schwarzschild背景时空上的轴对称相对论Bondi-Hoyle吸积。我们验证了一个近稳态的激波锥的形式和激波锥的性质是一致的牛顿引力和以前的相对论研究的结果。气体的演化是在包含黑洞内部一部分的空间域上跟踪的,这一事实避免了像过去那样在类时边界上施加边界条件的需要。因此,我们的方法有助于解决邦迪-霍伊尔吸积问题的吸积物的长度尺度的意义上说,气体是真正进入黑洞。作为天体物理学的应用,我们研究了一组特定的物理参数,冲击锥振动的频谱及其与QPO源的潜在关联。
2012-12-10 astro-ph.HE
Flip-Flop Shocks and Tori in Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion onto Rotating Kerr-Weyl Black Holes and Their Quasi-Periodic Variability
American University of the Middle East(中东美国大学);Zhejiang Normal University(浙江师范大学)
该研究通过GRHD模拟,探究克尔-外尔黑洞的邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积,发现曲率参数η不同时会出现稳定激波锥、触发器振荡或振荡环面,其准周期振荡特性可用于约束外尔曲率参数k。
2026-10-12 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Magnetohydrodynamic Bondi--Hoyle Accretion
本文用相对论方法研究了运动Kerr黑洞轴对称磁流体力学Bondi-Hoyle吸积。采用高分辨率激波捕捉方法求解广义相对论磁流体力学方程组。在这种处理中,我们考虑理想的MHD极限。在这项研究中感兴趣的参数是绝热常数$Γ$,渐近声速$c_{s}^{\infty}$和等离子体β参数$β_{P}$。我们集中调查的参数制度,其中流动是超音速,或当$v_\infty \ge c_{s}^{\infty}$。在某些情况下,亚音速渐近流被认为是比较的目的。我们研究了总能量和动量的吸积率,以及流体动力学能量和动量的吸积率。在这项研究中提出的模型表现出的物质密度耗尽的黑洞,往往真空$(ρ_0=0)$在收敛测试的下游区域。这一特征是由于磁场的存在,更具体地说,磁压力,并没有看到在以前的纯流体动力学研究。
2010-11-15 astro-ph.HE
On the development of QPOs in Bondi-Hoyle accretion flows
运动黑洞上Bondi-Hoyle吸积的数值研究在牛顿物理学和广义相对论物理学中都有很长的历史。通过对旋转黑洞进行新的二维和广义相对论模拟,我们指出了一个新的特征,即准周期振荡(QPOs)在激波锥中自然产生,激波锥在流的下游部分发展.由于激波锥在下游部分的流动作为一个空腔捕获压力扰动,模式的频率在整数比2:1和3:1很容易产生。这些模式的频率取决于黑洞的自旋和流的性质,并与黑洞质量的倒数成线性关系。我们的研究结果可能是相关的解释在人马座A* 的QPO的检测,一旦这种检测被进一步的观察证实。最后,我们报告的触发器的不稳定性,这可能会影响在适当的条件下的冲击锥的发展,这样的不稳定性已经讨论过在牛顿模拟,但从来没有发现在相对论制度。
2011-04-11 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic radiation hydrodynamics of accretion flows. I: Bondi-Hoyle accretion
我们提出了一个新的代码进行广义相对论辐射流体动力学模拟吸积流到黑洞。辐射场的光学厚度近似处理,与汤姆逊散射和热韧致辐射贡献的不透明度。我们的分析集中在一个详细的数值研究热的二维,邦迪-霍伊尔吸积流与各种马赫数。我们发现显着的差异与纯流体动力学的演变。特别是,一旦系统放松到辐射压力为主的制度,吸积率成为约两个数量级小于在纯粹的流体动力学的情况下,但仍然是超爱丁顿光度。此外,当流入气体的马赫数增加时,由于黑洞的截面变小,吸积率变小,但由于激波区的辐射增强,光度增加。总的来说,我们的方法提供了第一个自洽计算的邦迪-霍伊尔光度,其中大部分是从黑洞的r~100 M内发射的,典型值L/L_Edd ~ 1-7,和相应的能量效率eta_BH ~ 0.09-0.5。自洽计算光度的可能性也使我们能够与常用于模拟超大质量黑洞双星电磁对应物的韧致辐射光度进行比较,发现在光学厚度范围内,这些更粗略的估计比我们的辐射流体力学结果大20倍左右。
2015-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Ultrarelativistic Bondi--Hoyle Accretion I: Axisymmetry
用超相对论方法研究了运动Kerr黑洞轴对称Bondi-Hoyle吸积。采用高分辨率激波捕捉方法求解广义相对论流体力学方程组。在这种处理中,我们考虑了超相对论极限,其中可以忽略重子静止质量密度。这种近似在系统的内能超过重子的静止质量能量贡献的情况下是有效的。在这项研究中感兴趣的参数是绝热常数$Γ$,和流体的渐近速度,$v_\infty$。我们在三个不同的制度,亚音速,略超音速,超音速进行我们的模拟,但本研究的主要重点是参数制度中的流动是超音速,即当$v_\infty \ge c_{s}^{\infty}$。正如从以前的研究所预期的那样,超音速状态揭示了有趣的动力学,但更有趣的是在临界超音速系统中存在弓形激波。一系列的参数值进行了研究,试图捕捉可能的偏差从稳定状态的解决方案,没有被发现。为了显示每个流的研究,我们计算的史瓦西半径的能量吸积率的稳定状态的行为。此外,我们还发现,吸积流是依赖于计算边界的位置,即如果计算边界位于太接近的黑洞的计算流量剖面与数字文物损坏。这是一个在以前的相对论模型中没有发现的问题。
2012-11-12 astro-ph.HE
Three-dimensional radiation hydrodynamics simulations of wandering intermediate-mass black holes considering the anisotropic radiation and dust sublimation
本研究通过考虑各向异性辐射与尘埃升华的三维辐射流体模拟,揭示了不同气体密度下游荡中等质量黑洞的吸积特征与运动规律,为早期宇宙中等质量黑洞的演化及超大质量黑洞的形成提供了理论依据。
2024-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi-Hoyle Accretion around the Non-rotating Black Hole in 4D Einstein-Gauss-Bonnet Gravity
本文采用高分辨率激波捕获格式,通过求解广义相对论流体动力学方程,研究了四维Einstein-Gauss-Bonnet引力场中非旋转黑洞周围的Bondi-Hoyle吸积过程.为此目的,风吸积X射线双星的吸积物质从域的远上游侧超声波地落向黑洞。详细研究了四维EGB引力场中高斯-博内耦合常数$α$对吸积物质和下游激波锥的影响。当α> 0时,激波锥位于下游区域所需的时间变小,而当α < 0时,激波锥位于下游区域所需的时间变大。结果表明,α的增加导致激波锥内的剧烈振荡,并增加吸积效率。剧烈的振荡会导致X射线的能流、温度和光谱的增加。因此,当\leq α \leq 0.8时,在激波锥内自然产生准周期振荡(QPO)。当α \rightarrow为0时,EGB黑洞解收敛于广义相对论中的Schwarzschild黑洞解。此外,负的耦合常数也给出了合理的物理解,α在负方向上的增加抑制了激波锥中可能观察到的振荡。
2021-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Morphology and Mach Number Dependence of Subsonic Bondi-Hoyle Accretion
本文通过三维数值模拟研究了亚声速 Bondi-Hoyle 吸积,发现当吸积器半径远小于吸积半径时,吸积率与速度无关,仅取决于环境熵、绝热指数和质量,且吸积阻力可由 Safronov 数预测。
2024-02-15 astro-ph.HE physics.flu-dyn
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
Secular Spin-orbit Resonances of Black Hole Binaries in AGN Disks
本文研究了AGN盘中恒星质量黑洞双星围绕超大质量黑洞演化时的长期自旋-轨道共振,发现该共振可激发高倾斜角和自旋-自旋失准,但受限于吸积模式,该共振在AGN盘中较为罕见。
2023-04-13 astro-ph.HE
Numerical simulations of AGN wind feedback on black hole accretion: probing down to scales within the sphere of influence
有几个过程可能限制超大质量黑洞(SMBH)的吸积速率。通常考虑的两个过程(例如,次网格处方)是邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积和爱丁顿限制。第三个是活动星系核风反馈。长期以来,人们一直认为,这样的风反馈调节最终SMBH质量,然而,最近已经表明,活动星系核风也可以调节平均吸积率在一个符合高红移活动星系核的观测水平。在本文中,我们研究风反馈的吸积率的影响,使用二维,高分辨率的流体动力学模拟,将自洽风注入计划,并解决SMBH球的影响。两种不同的情况下进行了探索和比较:一个在初始气体密度是均匀的,和一个在其中它有一个等温的球体轮廓。我们还比较了有和没有冷却的模拟。我们的主要发现是,对于合理的参数,活动星系核反馈总是限制吸积率远低于邦迪-霍伊尔-利特尔顿限制。对于典型的风参数和一个统一的ISM密度的顺序$1 {cm}^{-3}$,吸积率被发现是几个数量级小于在大样本的高红移活动星系核推断。另一方面,吸积率获得的初始等温密度分布被发现是一致的观察,特别是当冷却。此外,它大致与$σ^{5}$的速度分散的隆起,符合$M-σ$关系。
2018-11-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi or not Bondi: the impact of resolution on accretion and drag force modelling for Supermassive Black Holes
虽然在星系大小的模拟中,超大质量黑洞(SMBH)完全由子网格算法处理,但计算能力现在允许在较小尺度的模拟中解决此类物体的吸积半径。在本文中,我们调查的分辨率的影响,两个常用的SMBH子网格算法的Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)公式吸积到一个质点,和相关的估计施加到一个质点的气体介质的阻力。我们发现,当吸积区域周围的黑洞的尺度与分辨率,和BHL公式使用本地质量平均量进行评估,吸积算法顺利过渡到供应有限的吸积(SLA)计划(在高分辨率)从解析BHL公式(在低分辨率)。然而,当采用类似的程序来估计阻力时,可能会导致其大小出现显着误差,和/或在高分辨率模拟中以错误的方向施加该力。在高马赫数和小的吸积物,我们还发现的证据,对流声学不稳定性的绝热情况下,和不稳定性发展的尾流的驻点周围的准等温的情况下。此外,在非常高的分辨率和马赫数高于$\mathcal{M}_\infty \geq 3$时,吸积弓形激波后的流动完全由这些不稳定性所支配。结果,与解析BHL公式相比,在绝热情况下,黑洞的吸积率下降了大约一个数量级。
2018-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Hypercritical Accretion, Induced Gravitational Collapse, and Binary-Driven Hypernovae
诱发引力坍缩(IGC)范式已成功地用于解释超新星(SNe)Ic与伽马射线暴(GRB)的伴生现象。它的前身是一个由碳氧(CO)核和中子星(NS)伴星组成的紧密双星系统。SN的爆炸导致NS伴星的超临界吸积,达到临界质量,从而导致其引力坍缩成为黑洞(BH),并随之发射伽玛暴。这个过程的第一个估计是基于一个简化的模型的二进制参数和邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积率。我们在这里提出的第一个完整的数值模拟IGC现象。我们模拟了CO星的核心坍缩和SN爆炸,获得了SN喷出物的密度和喷射速度。我们遵循的流体动力学演化的吸积材料落入Bondi-Hoyle表面的NS所有的方式,其纳入NS表面。当NS达到临界质量时,模拟上升到BH形成。对于适当的二元参数,IGC发生在短的时间尺度(100- 1000秒),由于在NS表面附近的光子捕获和中微子冷却的综合有效作用。我们还表明,IGC的情况下导致一个自然的解释,为什么伽玛暴只与SN IC完全不存在或很少氦。
2014-09-04 astro-ph.HE
Origin of Two Types of X-Ray Outbursts in Be/X-Ray Binaries. I. Accretion Scenarios
本文提出了Be/X射线双星中X射线爆发的新设想:正常爆发和巨爆发分别是由Be盘最外层与双星轨道面偏离的物质的辐射低效吸积流(RIAF)和Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积引起的。基于模拟的质量转移率从错位的被磁盘,连同简化的吸积流模型,我们表明,质量吸积率估计从正常的X射线爆发的光度是一致的,与对流为主的吸积流,而不是与标准的,辐射冷却为主,吸积。我们对正常X射线爆发的RIAF方案解决了对这些爆发的标准磁盘图片提出挑战的问题。当一个未对准的Be盘穿过中子星的轨道时,例如,通过翘曲,中子星可以在盘凌日事件期间通过BHL型吸积捕获大量的质量。我们数值计算表明,这样的过程可以重现巨型X射线爆发的X射线光度。在非常高的Be盘密度的情况下,与盘凌日相关的吸积流成为超临界的,从而产生高于爱丁顿光度的光度。
2012-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Size of discs formed by wind accretion in binaries can be underestimated if the role of wind-driving force is ignored
在天体物理学中,由次级吸积形成的双星系统和由风辐射形成的双星系统是普遍存在的。这种Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积物的现象是特别丰富的吸积盘周围的次级形成时。这种圆盘的外半径通常由BHL或Bondi吸积圆柱体上的材料密度变化产生的净角动量来估计,因为后者由于轨道运动而相对于主方向倾斜。但这种方法忽略了一个事实,即风经历了一个向外的驱动力,而次级没有。实际上,吸积流落向次级行星轨道上的一个延迟点,因为次级行星相对于吸积流被拉向主星。其结果是一个有限的分离或“吸积流碰撞参量“(ASIP)分离二次流和流。当轨道半径a_o超过BHL半径r_b时,ASIP估计的外盘半径与传统估计的比值a_o^{1/2}/r_b^{1/2}>1。因此,我们预测,光盘将形成在更大的半径从中学比传统的估计。这与Huarte-Espinosa等人(2013年)强调的ASIP的重要性以及实际结果一致,即在数值模拟中解决这种吸积盘的初始外半径可能比早期估计的要求要低。
2013-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion form a clumpy massive-star wind in Supergiant X-ray binaries
超巨星X射线双星(SgXB)拥有一个紧凑的物体,通常是一颗中子星(NS),绕着一颗演化的O/B星运行。质量转移通过恒星施主的强烈线驱动风进行,其中一部分被NS的引力场捕获。SgXB的大量X射线发射是由随后的吸积过程导致的。它们还显示出X射线通量的峰-峰变化,变化系数为10到100,以及硬度比的变化,这可能是由于沿视线的吸收变化。我们使用最近的辐射流体动力学模拟的不均匀性(又名团块)在非平稳风的大质量热恒星,以评估其影响的时变吸积过程。为此,我们运行3D流体动力学模拟的风在附近的吸积器,以调查弓激波的形成,并遵循几个空间数量级的非均匀流,到NS磁层。特别是,我们表明,风团的内在质量吸积率的时间变异性的影响是严重回火的交叉的冲击,相比纯粹的弹道邦迪-霍伊尔-Lyttleton估计。我们还考虑了由于团块通过视线而引起的可变吸收,并估计了不同轨道分离的柱密度和质量吸积率的最终有效变化。最后,我们将我们的结果与Vela X-1的X射线通量和硬度比的最新分析进行了比较。
2017-11-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
The impact of wind accretion in Evolving Symbiotic Systems
本研究通过改进BHL吸积模型,发现标准模型高估了共生系统中白矮星增长,修正模型更符合观测,并指出Ia型超新星前身星需超大质量白矮星。
2025-06-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion in massive colliding wind binaries and the effect of wind momentum ratio
我们进行了大质量碰撞风双星系统中的喷射风的数值实验,并对不同初始质量损失率下的次级星吸积进行了定量分析。我们设置一个由一颗亮蓝变星(LBV)和一颗沃尔夫-拉叶星(WR)组成的双星系统,通过改变LBV的质量损失率来获得不同的风动量比$η$。我们的模拟包括两组情况:一组是恒星静止的,另一组包括轨道运动。随着$η$的减小,碰撞的风结构移近次级风。我们发现,对于$η\lesssim 0.05$的吸积阈值达到和起源于不稳定性的团块吸积到二次。对于每一个$η$值,我们计算质量吸积率,并确定不同的区域中的$\dot{M}_{\rm acc}$ - $η$图。对于静态星,$0.001 \lesssim η\lesssim 0.05$的吸积是亚Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积,平均吸积率满足幂律$\dot{M}_{\rm acc} \propto η^{-1.73}$。吸积不是连续的,而是随着$η$减小而从零星变化到较大的占空比。对于$η\lesssim0.001$,吸积在时间上是连续的,吸积速率为BHL,高达0.4- 0.8倍。包括轨道运动的模拟给出了定性上类似的结果,对于亚BHL区域具有更陡的幂律$\dot{M}_{\rm acc} \propto η^{-1.86}$,并且较低的$η$作为吸积阈值。
2022-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational Waves from Accreting Neutron Stars undergoing Common-Envelope Inspiral
对于含有致密天体的密近双星系统来说,共包络相是一个可能的形成通道。普通包层中的中子星以邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积率的一小部分吸积,因为恒星包层是不均匀的,但仍然可以以超临界速率吸积(尽管不足以成为黑洞)。我们表明,共同的信封系统组成的中子星与一个大规模的主要可能是引力波源检测的先进LIGO波段远至麦哲伦云。为了表征它们的演化,我们使用一维模型的$12 M_\odot$和$20 M_\odot$原色进行轨道积分,考虑到吸积到NS和自旋演化的密度梯度的影响。从可能的吸积率相关的共同信封演变的范围内,我们发现,这些系统可能是响亮的引力波源比低质量的X射线双星,如斯科X-1,这是目前的目标,定向搜索连续的GW。我们还发现,他们的应变幅度信号可能允许新的约束的轨道分离和inspiral的时间尺度在共同的信封结合前共同的信封电磁观测。
2018-03-09 astro-ph.HE
Accretion in the Binary System GG Carinae and Implications for B[e] Supergiants
本文模拟了双星系统GG Carinae的星风流体动力学,发现非均匀吸积形成弯曲吸积尾,提出吸积尾吸收效应解释光变变化,并发现主星切断吸积尾的“蜥蜴自切效应”及次星圆盘喷流形成机制。
2023-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Eruptive novae in symbiotic systems
本研究通过模拟宽距共生系统中的新星喷发,发现白矮星质量和间距影响吸积率与轨道演化,并识别出可增质的弱喷发新星,可能作为Ia型超新星前身。
2023-11-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Geometric correction for wind accretion in binary systems
针对BHL模型在低风-轨速度比下预测非物理吸积效率的问题,本文引入几何修正因子,使圆轨道和椭圆轨道预测与模拟吻合,并应用于R~Aqr和LS 5039。
2025-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion in Binary Systems with Slow Stellar Winds
Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学无线电天文学与天体物理研究所);SECIHTI–Instituto de Física y Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo(米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学物理学与数学研究所)
研究双星系统中慢速风吸积机制,提出几何修正模型以提高吸积效率计算的准确性。
2026-09-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hypercritical accretion during common envelopes in triples leading to binary black holes in the pair-instability-supernova mass gap
本研究提出三星系统公共包层内双黑洞的超临界吸积演化通道,结合星族合成模拟与标准演化理论,可形成对不稳定超新星质量间隙内的双黑洞,且质量与引力波事件GW190521相符,并探讨了可能的前身天体及并合自旋分布。
2022-07-07 astro-ph.HE
Outflow-Driven Transients from the Birth of Binary Black Holes II: Primary-Induced Accretion Transients
讨论了新生双星黑洞的电磁辐射。作为大质量双星演化的结果,由一个主黑洞(BH)和一个次级沃尔夫-拉叶星组成的双星被认为是BBH的祖先系统。我们研究了从BBH的诞生到初级BH的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积提供动力的光学瞬态,在BH-BH合并时,这比引力波信号早发生$\sim1-10$ Gyr。当次级大质量恒星坍缩成黑洞时,它可能会喷射出一小部分外层物质,并可能在主黑洞周围形成一个圆盘,引发强大的圆盘风。这些初级诱导风可导致光学瞬变,其动能为$\sim10^{47}-3\times10^{48}$ erg,喷出物速度为$10^8-10^9\rm~cm~s^{-1}$,持续时间为几天,绝对星等范围约为$-11$至$-14$。这些瞬变的光变曲线和后期光谱与普通超新星的光谱不同,如果这种瞬变的事件率与BBH的合并率相当,那么通过未来的光学瞬变调查可以检测到这种类型的瞬变。本文的重点是从磁盘驱动的瞬态引起的主要BH的排放量,不同于第一篇论文,侧重于风驱动的瞬态潮汐锁定的二级大质量恒星。
2017-11-07 astro-ph.HE
Wind accretion onto compact objects
与致密天体吸积相关的X射线辐射显示出重要的光度和光谱时间变化。当吸积体围绕一颗超巨星运行时,它会捕获一小部分超音速辐射驱动风,这些风在其附近形成激波。这种引力束流的振幅和稳定性决定了质量吸积速率,总的来说,这就是那些超巨星X射线双星的X射线光度。这种低角动量流入形成盘状结构的能力容易成为众所周知的不稳定性的阶段仍然岌岌可危。使用国家的最先进的数值设置,我们的特点是结构的Bondi-Hoyle-Lyttleton流到一个紧凑的对象,从冲击附近的吸积器,通常是五个数量级较小。详细描述了质量吸积率和在吸积体周围形成的弓形激波(横向结构、张开角、稳定性、温度分布)随来流的马赫数的演化。这些模拟的高性能计算MPI-AMRVAC代码的基础上的鲁棒性的内部音速表面的拓扑结构的支持,与理论预期一致。我们发展了一个超巨星X射线双星质量转移的综合模型,它将风的发射与恒星参数、修正的Roche势中流线的轨道演化和吸积过程耦合起来。我们表明,永久流的形状是完全由质量比,填充因子,爱丁顿因子和α-力乘数。只要轨道周期等尺度已知,我们就可以追溯可观测量来评估质量吸积率、吸积机制(流或风主导)和流入的剪切。
2017-07-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.comp-ph
A New Framework for AGN Accretion and Jet Feedback in Numerical Simulations
针对星系团冷核问题中AGN反馈建模需求,提出基于吸积粒子算法的亚网格新框架,通过控制面测吸积、双极喷流实现反馈,经测试验证了可靠性并明确分辨率要求,为自洽确定反馈效率提供基础。
2025-02-20 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
A study of the accretion mechanisms of the High Mass X-ray Binary IGR J00370+6122
IGR J 00370 +6122是一颗高质量X射线双星,主星是一颗B1 Ib星,伴星是一颗中子星。为了更好地了解紧凑的同伴的性质,目前的工作进行定时和光谱研究的X射线数据的对象,采取XMM-牛顿,雨燕,朱雀,RXTE和INTEGRAL。在XMM-牛顿数据中,检测到相干674 s脉动的符号,对于该符号,先前的346 s周期可能是二次谐波。光谱在1 $-$ 10 keV范围内表现出“越亮越硬”的趋势,在10 $-$ 80 keV范围内表现出平坦的连续谱,没有明显的截止。这些性质都类似于从几个低光度吸积恒星观测到的性质,特别是英仙座X。因此,IGR J 00370 +6122中的致密天体被认为是一颗光度相当低的磁化中子星。轨道周期精确到$15.6649 \pm 0.0014$ d。在轨道上,光度变化了3个数量级,在轨道相位为0.3时从$\sim 4 \times 10^{33}$突然下降到$\sim 1\times10^{32}$ erg s $^{-1}$(在轨道相位为0.95时可能相反)。虽然这些现象不能用主星风的简单Hoyle-Lyttleton吸积来解释,但当把螺旋桨效应与$\sim 5 \times10^{13}$ G的强偶极磁场结合起来时,它们可以得到解释。因此,IGR J 00370 +6122中的中子星可能比普通的X射线星具有更强的磁场。
2021-07-28 astro-ph.HE
Mergers of accreting stellar-mass black holes
本文采用后牛顿$N$体方法模拟了吸积恒星质量黑洞(BH)的合并过程,并考虑了广义相对论效应如近心位移和引力波(GW)辐射.注意力集中在动力学摩擦和周围气体的Hoyle-Lyttleton质量吸积的影响。我们考虑一个由十个黑洞组成的系统,初始质量为$30~M_\odot$。结果表明,吸积恒星质量黑洞的合并可分为四种类型:气体拖曳驱动的,相互作用驱动的,三体驱动的,或吸积驱动的合并。我们发现,黑洞的合并发生在明显的质量吸积之前,即使吸积速率是$\sim10$ Eddington吸积速率,所有的黑洞都可以合并成一个重黑洞。使用模拟结果的参数范围很广,我们推导出一个临界吸积率($\dot{m}_{\rm c}$),低于该BH增长促进更快的合并。此外,还发现GW发射的反冲效应可以降低$\dot{m}_{\rm c}$,特别是在气体数密度高于$10^8~{\rm cm}^{-3}$的情况下,并增加合并BH的逃逸概率。最近,由于$\sim 30~M_\odot$ BH双星的合并,发现了引力波事件GW 150914(Abbott等人,2016)。根据目前的模拟,在GW 150914的BH合并很可能是由三体相遇伴随着一些$M_\odot$的气体吸积,在高密度的环境,如密集的星际云或星系核。
2016-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Common-envelope Dynamics of a Stellar-mass Black Hole: General Relativistic Simulations
当一个黑洞或一颗中子星在一颗红超巨星的恒星包层中运动时,我们首次用广义相对论方法模拟了在规则但密度不同的介质中作超音速运动的非旋转黑洞的吸积流梯度。模拟结果表明,超声速运动总是迅速达到一个稳定的状态,它产生的激波锥的下游部分的流动。在没有密度梯度的情况下,我们恢复的现象已经观察到在著名的邦迪-霍伊尔-Lyttleton吸积问题,超爱丁顿质量吸积率和冲击锥的轴是稳定的运动方向对齐。然而,当密度梯度变强时,吸积率也增加,激波锥被逐渐稳定地拖向运动方向。在足够大的梯度下,激波锥轴可以垂直于方向,甚至在最大密度梯度的情况下在流动的上游区域移动。连同吸积流的现象学方面,我们还量化了质量和动量到黑洞上的吸积速率。简单的解析表达式已被发现的吸积率的质量,动量,阻力,和韧致辐射光度,所有这些都已被用于天体物理建模的长期演变的二元系统经历一个共同的信封演变.
2020-04-28 astro-ph.HE gr-qc
The structure of blue supergiant winds and the accretion in supergiant High Mass X-ray Binaries
我们发展了一个OB超巨星的星风模型,研究了云团风吸积对高质量X射线双星光度和光变性质的影响。假设这些团块被周围气体的冲压压力所限制,并探索它们的质量和半径的不同分布,我们在邦迪-霍伊尔吸积理论的框架内计算了预期的X射线光变曲线,修改后考虑到团块的存在。由此产生的变率特性被发现不仅取决于假设的轨道参数,但也对风的特性。然后,我们应用这个模型再现了三个代表性的高质量X射线双星的X射线光变曲线:两个持久的超巨星系统(VelaX-1和4U 1700 -377)和超巨星快速X射线瞬态IGRJ 11215 -5952。该模型可以很好地再现观测到的光变曲线,但在所有情况下,需要从超巨星的整体质量损失约3-10倍,小于从紫外线研究推断的值,假设一个均匀的风。
2009-06-17 astro-ph.HE
Numerical estimates of the accretion rate onto intermediate-mass black holes
不同的观测表明,球状星团中心存在中等质量($\sim 10^3 M_\odot$)黑洞。在NGC 6388和M31中的G1中观测到的X射线源可以解释为由物质在这些物体上的吸积提供动力。在这项工作中,我们探讨了一个方案,其中黑洞吸积从集群星际介质,这是产生的质量损失的红巨星在集群。我们估计到黑洞的吸积率,并将其与通过传统的Bondi-Hoyle模型获得的值进行比较。我们的结果表明,吸积率不再仅仅由黑洞质量和环境参数,但也由主机集群本身定义。此外,我们发现,更大质量的球状星团与大恒星速度色散是最好的候选人,其中吸积到IMBHs可以检测到。
2013-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion onto Black Holes from Large Scales Regulated by Radiative Feedback. III. Enhanced Luminosity of Intermediate Mass Black Holes Moving at Supersonic Speeds
本文是系列论文的第三篇,我们研究了运动中的黑洞(BH)相对于周围介质的增长和光度。我们运行了一个大的二维(2D)轴对称模拟探索一个大的参数空间的初始条件和制定的吸积的分析模型。与没有辐射反馈的情况相反,吸积率随着BH速度$\vbh$的增加而增加,在$\vbh=2c_{\rm s,in}\sim 50$ km/s处达到最大值,其中$c_{\rm s,in}$是BH周围“彗星状”\hii区域内的声速,然后当I波前变为{ \it R}型(稀薄)时,吸积率以$\vbh^{-3}$的形式减小,并且吸积率接近经典的Bondi-Hoyle-Lyttleton解。随着$\vbh$的吸积率的增加是由{ \it D}型(致密)电离锋(I-锋)的形成产生的,在I-锋之前有一个直立的弓形激波,它将下游气体速度降低到跨音速值。有一个范围的密度和速度,其中致密壳是不稳定的周期性吸积率峰值,可以显着增加中等质量黑洞的可探测性。我们发现,当介质温度为$T_\infty<10^4$ K时,运动黑洞的平均吸积率大于相同质量的静止黑洞的平均吸积率。这一结果可能是重要的种子BH的第一个星系的多相介质中的增长和建设和早期的X射线背景,可能会影响第一个星系的形成和再电离过程。
2013-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accretion rates of stellar-mass compact objects embedded in AGN discs
本研究针对嵌入活动星系核盘的恒星级致密天体吸积忽略气体角动量的问题,提出考虑差异旋转角动量的粘性盘吸积模型,给出吸积率公式并明确粘性限制条件,改进了传统吸积 prescription。
2025-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gas Dynamical Friction on Accreting Objects
本研究通过三维嵌套网格模拟,探究气体吸积对天体所受气体动力学摩擦的影响,发现吸积导致的密度分布改变在亚声速和轻微超声速下显著影响摩擦力,并提供了拟合公式。
2024-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Origin of Quasi-Periodic Oscillations and Accretion Process in X-Ray Binaries around Quantum Lee-Wick Black Hole
American University of the Middle East(中东美国大学);Zhejiang Normal University(浙江师范大学);Virtual University of Pakistan(巴基斯坦虚拟大学);Tongji University(同济大学);Tashkent State Technical University(塔什干国立技术大学);Urgench State University(乌尔根奇国立大学)
研究量子Lee-Wick黑洞周围吸积过程与准周期振荡的起源,通过分析和模拟揭示Lee-Wick参数对吸积流形态和QPO频率的影响。
2025-12-19 astro-ph.HE gr-qc