Relativistic Spherical Accretion in Nonrotating Black Hole Spacetimes: Astrophysical Implications
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）
本研究系统分析十三种非旋转黑洞时空的球对称吸积流，推广Michel解，发现暗能量抑制而正则时空增强吸积，并提供拟合公式及对Sgr A*、M87*和GW190521的应用。
2026-10-01 astro-ph.HE gr-qc
A characteristic optical variability timescale in astrophysical accretion disks
活动星系核中的超大质量黑洞周围的吸积盘产生紫外和光学波长的连续辐射。吸积流中的物理过程导致这种排放在很宽的时间尺度上的随机变化。本文测量了67个活动星系核的光学连续谱变率，并给出了变率功率谱的特征时标。我们发现这个时间尺度和黑洞质量之间的相关性，延伸到整个质量范围的超大质量黑洞。这个时间尺度与标准吸积盘理论中紫外辐射半径处的预期热时间尺度一致。吸积白矮星的位置接近这种相关性，这表明所有的吸积盘都有一个共同的过程。
2021-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
A pure hydrodynamic instability in shear flows and its application to astrophysical accretion disks
我们提供了一个可能的解决方案的百年老问题的流体动力学剪切流，这显然是稳定的线性分析，但在天体物理观测数据和实验表明是湍流。从实验室到天体物理流动，在各种系统中都注意到了这种不匹配。从19世纪末开尔文、瑞利和雷诺兹的早期工作开始，到目前为止，人们做了无数次尝试来解决这种不匹配。在这里，我们表明，随机噪声的存在，其不可避免的存在不应被忽视的剪切流的稳定性分析，导致纯流体动力线性不稳定。这解释了湍流的起源，这已经在天体物理学吸积盘、实验室实验和直接数值模拟中观察到/解释。这是，据我们所知，第一个解决方案的长期存在的问题的流体动力学不稳定的瑞利稳定流。
2016-08-02 astro-ph.HE cond-mat.soft physics.flu-dyn
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
Astrophysical Wake Acceleration Driven by Relativistic Alfvenic Pulse Emitted from Bursting Accretion Disk
我们认为，在吸积盘的这个最里面的部分的射流中产生的电磁脉冲加速带电粒子（质子，离子，电子）到非常高的能量，包括能量以上的质子和原子核的情况下$10^{20}$ eV和$10^{12-15}$ eV的电子通过电磁波-粒子相互作用。由磁旋转不稳定性引起的盘中的偶发爆发吸积产生了强的Alfvenic脉冲，其充当集体加速有质动力的驱动器。这种有质动力驱动着尾流。加速的强子（质子和原子核）被释放到星系际空间成为超高能宇宙射线。另一方面，高能电子在电磁扰动的碰撞中发射光子，产生活动星系核的各种非热辐射（无线电，红外线，可见光，紫外线和伽马射线）。将该理论应用于M82 X-1，发现它可以解释$6\times 10^{19}$ eV以上的超高能宇宙射线北热点。我们还讨论了其他附近的活动星系核，中子星合并，高能中微子的天体物理意义。
2019-05-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Effects of Stress Evolution Process on the Thermal Stability of Thin Accretion Discs
在标准薄吸积盘的线性稳定性分析中考虑了应力演化过程。我们发现，由于应力延迟，热不稳定模式的增长率可以显着降低，这可能有助于理解GRS 1915+105的准周期变化。我们还讨论了应力演化对Shapiro-Lightman-Eardley圆盘稳定性的可能应用。
2011-04-05 astro-ph.HE
Accretion Disc Outbursts and Stability Analysis
本文综述吸积盘爆发与稳定性分析，强调利用时间依赖吸积流模型并区分动力学、黏性和热时间尺度，以解释爆发机制及观测意义。
2024-09-18 astro-ph.HE
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
Thermal Stability of Magnetized, Optically Thin, Radiative Cooling-dominated Accretion Disks
本文研究了光学薄、双温、辐射冷却为主的吸积盘的热稳定性。我们的线性分析表明，磁盘是热不稳定的没有磁场，这与以前的Shapiro-Lightman-Eardley磁盘的稳定性分析。然而，通过考虑磁场的影响，我们发现，磁盘可以是或部分是热稳定的。我们的结果可能有助于理解光学薄流中的外流。此外，这种辐射冷却主导的盘可能为解释黑洞和中子星X射线双星在射电/X射线关联上的不同行为提供了新的解释.
2015-01-06 astro-ph.HE
Decay data of radionuclides along the valley of nuclear stability for astrophysical applications
本文讨论了核天体物理对核稳定谷附近核素衰变数据需求的几个方向。目前的衰变数据评价结果已提交了一些天体物理学意义的放射性核素。衰变数据评价项目合作参与者将进一步评价这些核素的核特性。
2014-01-16 astro-ph.HE nucl-ex
Emergent gravity from nonlinear perturbation of spherical accretion with variable adiabatic index
Visva-Bharati（维斯瓦-巴拉蒂大学）；University of North Bengal（北孟加拉大学）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立研究所）
本文通过非线性高阶扰动研究球形吸积流，证明类引力现象并非线性扰动的产物，而是通过非线性扰动产生引力效应，提出动态类几何框架。
2026-05-07 astro-ph.HE gr-qc
The Fate of Transonic Shocks around Black Holes and their Future Astrophysical Implications
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所，上海交通大学）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（物理与天文学院，上海交通大学）；Key Laboratory for Particle Physics, Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao-Tong University（粒子物理、天体物理与宇宙学教育部重点实验室，上海粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）
本研究通过高分辨率模拟揭示了黑洞周围跨音速激波的形成机制及磁化流对其的影响，发现激波在特定条件下维持，并与喷流和流出物的物理特性相关。
2025-12-02 astro-ph.HE
Absolute stability of axisymmetric perturbations in strongly-magnetized collisionless axisymmetric accretion disk plasmas
在天体物理学的吸积盘中，驱动吸积流的物理机制通常被认为与等离子体不稳定性和湍流的发展有关。因此，一个关键的问题是一致的平衡配置的吸积盘等离子体的测定和调查其稳定性。在无碰撞等离子体的情况下，动力学理论提供了适当的理论框架。本文给出了非相对论性强磁化引力束缚轴对称吸积盘等离子体中低频和长波轴对称电磁扰动的动力学描述。的分析，进行的框架内的弗拉索夫-麦克斯韦描述，依赖于固定的动力学解决方案的弗拉索夫方程，允许同时处理的非均匀流体场，固定吸积流和温度各向异性。结果表明，对于这样的解决方案，没有轴对称不稳定扰动可以存在发生在特征时间和空间尺度上，这是长的拉莫尔回转时间和半径相比。因此，这些静止的构形实际上是稳定的，不受这种类型的轴对称动力学不稳定性的影响.作为一个基本的结果，这排除了在这些系统中出现轴对称磁旋转或热不稳定性的可能性。
2012-01-09 astro-ph.HE
Astrophysical X-Ray Polarization
NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；NASA Marshall Space Flight Center (Retired)（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心（退休））
本文探讨了X射线偏振测量在高能天文学中的应用，分析了偏振分数和角度等观测参数对吸积流和磁场结构的揭示作用，总结了相关物理过程及探测器发展。
2026-05-06 astro-ph.HE
Can the viscosity in astrophysical black hole accretion disks be close to its string theory bound?
弦论和规范/引力对偶性表明，当hbar和k_B分别约化为普朗克常数和玻耳兹曼常量，且mu <= 1时，任何物质的剪切粘滞系数（eta）与熵密度（s）之比的下限为~ μ hbar/4 π k_B。基于此，我们探讨了黑洞吸积流中的eta/s，以了解这种奇异流是否可能是最低eta/s的自然场所。吸积流在黑洞物理学中起着重要的作用，它可以用来识别底层黑洞的存在。这是一种旋转剪切流，分子粘度不明显，但可能具有显著的湍流粘度，在流中产生传输、热量和熵。然而，在存在强磁场的情况下，磁应力可以通过著名的Blandford-Payne机制帮助输送与粘度无关的物质。在这种情况下，能量和熵通过欧姆耗散产生。此外，某些温度>~ 10^9 K的光学薄、热的吸积流可能有利于核燃烧，从而产生/吸收比恒星高得多的巨大能量。我们发现，当能量来源不是粘性效应时，如果吸积流被强磁场嵌入或产生核能，则其η/s接近理论所建议的下限。eta/s的下限也会导致流动雷诺数的上限。
2013-03-01 astro-ph.HE hep-th
Stability of black hole accretion disks
本文讨论了由于两种主要的热粘不稳定性而可能发生极限环振荡的吸积盘的稳定性问题。这些都是由靠近中心黑洞的最里面区域的辐射压的支配引起的，或者是由适当温度区域的氢的部分电离引起的。这些物理过程可能导致活动星系核在数亿年至数百万年的时间尺度上间歇性活动。我们列出了一些观测事实，支持的想法，在高吸积率源的循环活动。然而，我们的结论是，观测到的类星体的特征可能只提供了潜在的不稳定性的间接签名。此外，恒星质量的黑洞源的支持，其变化的时间尺度是观测上可行的，仅限于少数情况下的微类星体。因此，我们考虑了一些合理的机制，稳定的极限环振荡的高吸积率吸积盘。新发现的是随机粘度波动的稳定效果。
2012-12-28 astro-ph.HE
A jet formation model for astrophysical objects
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
本文提出一个统一的喷流形成模型，适用于活动星系核、年轻恒星对象和X射线双星。该模型表明，吸积盘释放的绑定能量主要以湍流形式储存，形成对流主导的吸积流，并在中心物体附近形成厚吸积盘和类似喷嘴的结构，最终形成反向喷流。
2026-06-26 astro-ph.HE
Accretion inside astrophysical objects : Effects of rotation and viscosity
本文研究恒星内部内寄生黑洞的吸积过程，建立考虑自转与黏性的通用框架，发现吸积可在部分白矮星中停滞并形成极区开口，但不会在中子星中停滞。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Forced linear shear flows with rotation: rotating Couette-Poiseuille flow, its stability and astrophysical implications
我们探讨了强迫对线性剪切流或平面Couette流的影响，这也是开普勒吸积盘中非常小区域的背景流。我们表明，根据强制和边界条件的强度，适合于所考虑的系统，背景平面剪切流，因此，吸积盘的速度剖面修改为抛物线流，这是平面Poiffille流或Couette-Poiffille流，这取决于参考系。在旋转的存在下，平面Poiffille流变得不稳定，在一个较小的雷诺数下，纯垂直以及三维扰动。因此，虽然旋转稳定的平面库埃特流，同样不稳定的平面Poietille流更快，并迫使本地吸积盘。取决于各种因素，当局部线性剪切流由于存在额外的力而在剪切盒中变成Poiffille流时，即使对于开普勒旋转，流动也变得不稳定，因此湍流将在那里突然出现。这有助于解决一个长期存在的问题，亚临界过渡到湍流的流体动力学吸积盘和实验室平面库埃特流。
2021-07-05 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Simulating ULXs and blazars as GRMHD accretion flows around a black hole
本文利用GRMHD模拟研究黑洞吸积流，证实高度磁化平流吸积可解释ULXs的超爱丁顿光度，并通过磁场特性差异及自旋、磁场与吸积率的相互作用解释FSRQ与BL Lacs的光谱二分现象。
2025-02-05 astro-ph.HE
An Overview of the Effect of Self-Gravity on the Structure of Accretion Discs
Tezpur University（特普尔大学）
本文综述自引力对吸积盘径向与垂直结构、角动量输运及引力不稳定性的影响，并讨论其在盘碎裂、恒星行星形成、AGN和GRBs中的作用。
2025-10-20 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
Iron Opacity Bump Changes the Stability and Structure of Accretion Disks in Active Galactic Nuclei
超大质量黑洞周围的吸积盘有一些区域，在这些区域中，Rosseland平均不透明度可以比电子散射不透明度大得多，这主要是由于铁中大量的束缚-束缚跃迁。利用三维辐射磁流体动力学模拟方法，在局域剪切盒近似下，研究了铁不透明度“凸起”对辐射压主导的吸积盘的热稳定性和垂直结构的影响.模拟自洽计算加热由于磁旋转不稳定性和辐射冷却所造成的MHD湍流使用辐射转移模块的基础上可变爱丁顿张量在雅典娜。对于一个$5\times 10^8$太阳质量的黑洞与$\sim 3\%$的爱丁顿光度，一个模型，包括铁不透明度凸块保持其结构超过$10$热时间，而没有显着的热失控的迹象。与此相反，如果只包括电子散射和自由-自由不透明度在标准薄磁盘模型，磁盘崩溃的热时间尺度。这种差异是由1）总光学厚度和温度之间的反相关性和2）增强的垂直平流能量传输的组合引起的。这些结果表明，铁不透明凸起可能对活动星系核吸积盘的稳定性和结构有很大的影响，并可能有助于活动星系核的性质对金属丰度的依赖。由于这种不透明度主要与流动的紫外线发射区有关，它可能有助于解释活动星系核所特有的观测和理论之间的差异。
2016-01-25 astro-ph.HE
Thermal Stability in Turbulently Mixed Accretion Discs
标准薄吸积盘模型预言，当光度超过L>0.02 LEdd时，恒星质量黑洞周围的吸积盘将成为辐射压主导的热不稳定盘。在观测上，X射线双星的高/软态盘在0.01 L_Edd < L < 0.5 L_Edd的范围内几乎没有变化，这意味着这些盘在自然界中实际上是相当稳定的。为了调和这一冲突，我们研究了单区圆盘模型，包括垂直能量传输的湍流和对流模式。我们发现这两种混合机制有一个稳定的效果，导致增加的L阈值的光盘是热稳定的。在恒星质量的黑洞系统中，对流本身只会导致这个阈值的微小增加，最高可达爱丁顿的5%。然而，湍流混合的影响要大得多--在合理的假设下，阈值上升到约20%的爱丁顿。在具有超有效湍流混合的乐观模型中，我们甚至找到了对所有吸积速率都完全热稳定的解。对于超大质量黑洞也得到了类似的结果，只是所有的临界吸积率都比爱丁顿比低10倍。
2013-06-28 astro-ph.HE
Numerical Simulations of Super-Eddington Accretion Flows
本文综述了基于多维辐射磁流体动力学模拟的超爱丁顿吸积盘研究进展，总结了辐射驱动外流、能量输运过程及其输出与黑洞参数的关系，并讨论了其在潮汐瓦解事件等天体物理系统中的应用。
2024-08-29 astro-ph.HE
Exploring nonnormality in magnetohydrodynamic rotating shear flows: application to astrophysical accretion disks
剪切流中湍流的出现是一个研究得很好的领域。然而，主要问题之一是引用流是稳定的线性稳定性分析与从实验和模拟证明它是相反的结果之间的明显矛盾。有一些成功，特别是在天体物理系统，基于磁旋转不稳定性（MRI）。然而，MRI要求系统被弱磁化，这不是一般磁流体动力学（MHD）流的特征。然而，这种流动的线性扰动在本质上是非正态的，这就论证了其中非线性的起源。这个想法是，非正常扰动可能会产生巨大的瞬态能量增长（TEG），这可能会导致非线性和进一步的湍流。然而，到目前为止，剪切流中的非正常效应还没有探讨磁场的存在。在这里，我们考虑扰动粘阻不可压缩的MHD剪切流旋转一般。基本上，我们考虑的磁化版本的Orr-Sommerfeld和Squire方程和它们的磁类似物在科里奥利效应的存在。我们使用伪谱特征值方法求解方程。我们调查可能出现的不稳定性和大TEG在三种不同的流量：开普勒，恒定角动量和平面Couette流。我们发现，超过一定值的磁场，不稳定性和TEG都停止发生。我们还表明，TEG是最大的波数空间中的不稳定区域附近的磁场和雷诺数。旋转剪切流在天体物理学中是普遍存在的，特别是吸积盘，其中分子粘度太低，无法解释观测数据。其中能量-动量输运的主要公认原因是湍流粘性。因此，这些结果将在天体物理学中具有重要意义。
2016-09-07 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Reaction Rate and Composition Dependence of the Stability of Thermonuclear Burning on Accreting Neutron Stars
吸积在中子星上的氢和氦的热核燃烧的稳定性强烈地依赖于质量吸积率。燃烧行为观察到的变化，从I型X射线爆发的稳定燃烧，振荡燃烧发生在过渡。模拟预测的过渡在一个10倍以上的质量吸积率比观察到的。使用数值模型，我们调查如何过渡依赖于吸积材料的氢，氦，和CNO的质量分数，以及三重α和热CNO爆发反应15 O（a，g）19 Ne和18 Ne（a，p）21 Na的核反应速率。对于较低的氢含量的过渡是在较高的吸积率。此外，大多数实验允许的反应速率变化使跃迁吸积速率改变至多10%。然而，15O（a，g）19Ne速率降低10倍，产生35%的过渡吸积速率增加。我们的模型都没有重现在观察到的速率过渡，并根据真实的15 O（a，g）19 Ne反应速率，实际的差异可能会大大增加。我们发现，宽度的吸积率与边缘稳定燃烧的间隔强烈地依赖于组成和反应速率。此外，接近稳定性转变，我们的模型预测，X射线爆发有延长的尾巴，新鲜吸积燃料燃烧核。
2014-03-19 astro-ph.HE
Generalized Langevin equation with colored noise description of the stochastic oscillations of accretion disks
本文考虑了基于广义Langevin方程和涨落耗散定理的相对论性吸积盘的随机振荡。广义Langevin方程考虑了摩擦力的一般记忆效应和延迟效应。记忆效应的存在影响了盘对外部随机相互作用的响应，并改变了盘的动力学行为以及能量耗散过程。数值研究了盘在垂直方向运动的广义朗之万方程，明确地获得了史瓦西和克尔情况下随机扰动盘的垂直位移、速度和亮度。同时还得到了圆盘光度的功率谱分布。作为一个可能的天体物理应用的形式主义，我们调查的可能性，活动星系核（AGN）的日内变化（IDV）可能是由于随机磁盘不稳定性。色/非平凡关联噪声引起的扰动导致了复杂的盘动力学，这可以解释一些与盘变相关的天体物理观测特征。
2014-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Perturbation of mass accretion rate, associated acoustic geometry and stability analysis
通过研究质量吸积率扰动的轮廓，研究了在一般静态球对称背景下理想无旋流体定常积分解的稳定性.我们考虑了三种不同吸积盘模型的低角动量轴对称吸积流，并考虑了质量吸积速率的时间依赖和径向线性扰动。首先，我们表明，这种扰动的传播可以确定由一个有效的$2\times2$矩阵，它具有定性相似的声学因果性质，通过扰动的速度潜力。接下来，使用这个矩阵，我们分析解决的稳定性问题，为驻波和行波配置所产生的扰动。最后，基于这个一般的形式主义，我们简要地讨论了明确的例子，史瓦西时空和比较我们的稳定性与现有的文献，而不是解决这个问题，通过扰动的速度势。
2016-09-06 astro-ph.HE gr-qc
Model dependence of the multi-transonic behavior, stability properties and corresponding acoustic geometry for accretion onto a spinning black hole
本文在后牛顿伪势框架内，研究了自旋黑洞多跨声速吸积行为、定态激波特征及表面引力随自旋变化的模型依赖性，对比了不同盘几何结构在绝热与等温情形下的差异。
2015-01-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Polarization of Astrophysical Events with Precessing Jets
具有吸积盘的中心致密天体（CCO，如黑洞）被认为是各种天体物理现象的共同中心引擎，如伽马射线暴（GRB）、潮汐扰动事件（TDE）和活动星系核（AGN）。由这样一个系统提供动力的喷流可能会由于CCO和吸积盘的角动量不对准而进动。这些现象的光变曲线中观察到的一些准周期行为可以在旋进喷流模型的框架内得到很好的解释。本文研究了旋进射流在这三种现象中的发射偏振。在有旋进喷流的无规磁场和环形磁场中，同步辐射的偏振角都是逐渐变化的，而在无旋进顶帽喷流中，偏振角只能发生$90^\circ$的突变。极化特性是周期性的，由于我们的模型中所作的假设。偏振观测对于确认伽玛暴、时间演化事件和活动星系核中喷注的进动性质是至关重要的。
2019-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
An Analytical Study on the Multi-critical Behaviour and Related Bifurcation Phenomena for Relativistic Black Hole Accretion
本文应用代数多项式理论分析研究了非旋转天体物理黑洞的广义相对论流体动力学轴对称吸积的跨音速性质。对于这种吸积现象，流的守恒比能，这原来是在所研究的系统中的两个第一运动积分之一，可以表示为一个8 $^{th}$次多项式的临界点的流配置。然后，我们构造相应的Sturm链算法来计算实根的数目躺在天体物理学相关领域的$\mathbb{R}$。这使得在文献中第一次{ \it解析地}找出具有特定几何构型、时空度量和状态方程的吸积流所能具有的物理上可接受的最大解的数目，从而{ \it完全解析地}研究其多临界性质，对于临界点的位置不借助于数值格式就不能计算的吸积流。这一工作可以进一步推广到一般自治动力系统的最大平衡点数目的解析计算。我们还演示了如何从一个单临界到多临界（反之亦然）流配置的过渡可以通过鞍中心分叉现象，使用某些技术的突变理论实现。
2012-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Spherical accretion in alternative theories of gravity
M87星系中心黑洞的开创性图像在观测天文学和黑洞物理学的交叉点上提出了问题。黑洞阴影的半径能被测量到什么程度？这种测量能用来区分广义相对论和其他引力理论吗？我们探讨这些问题，使用一个简单的球流模型在广义相对论，标量高斯-邦纳引力，Rezzolla和Zhidenko参数化度量。我们假设一个光学薄等离子体的幂律半径发射率。一路上，我们提出了一个广义的邦迪流，以及一个分段分析模型的亮度轮廓的冷流入。我们使用合成图像的二阶矩作为EHT观测量的代理，并计算二阶矩与黑洞阴影半径的比值。我们表明，修正这一比例从修改广义相对论是次主导的修正相比，关键的碰撞参量，并认为这是普遍正确的。我们发现，天体物理模型参数的不确定性在此计算中的主要来源，强调了解天体物理模型的重要性。然而，如果有一个足够精确的天体物理学模型，就有可能利用黑洞阴影的测量来区分广义相对论和其他引力理论。
2021-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Formal stability analysis for the recent $γ=5/3$ power-law spherical accretion solution
最近，Hernandez等人（2023）提出了一个具有简单$ρ\propto R^{-3/2}$和$V \propto R^{-1/2}$标度的精确球对称吸积解析解。在无量纲变量的解决方案形成一个单参数家庭的解决方案，范围从一个空的自由落体解决方案的流体静力平衡配置。该幂律解的特征在于流动的恒定马赫数，其可以作为解的一个参数的函数从零变化到无穷大，并且具有在大半径处自然地变为零的吸积密度分布。Hernandez等人（2023）的研究表明，这种吸积密度分布是AGN星系样本在数百个邦迪半径范围内吸积密度分布的精确表示。所观察到的密度分布下降了许多数量级的密度超过他们的邦迪半径，这是不符合经典的邦迪模型的吸积密度分布迅速收敛到一个常数以外的邦迪半径。虽然与观测的良好协议是暗示的全局稳定性的解决方案提到，没有正式的稳定性分析，它以前已经提出。在这里，我们进行这样的稳定性分析，并显示所提到的解决方案是全局稳定的所有值的参数管理它，无论是吸积和外流模式。这一结果使$γ=5/3$幂律球吸积模型成为天体物理学中吸积问题研究和描述的一个有趣的分析补充。
2023-02-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows. XI. Simulations of the circumstellar environment of RY Tau
上下文最近的观测证据表明，RY Tau可能存在两个不同的流出阶段，一个是静止的，一个是更活跃的。我们试图模拟这种现象。目的。我们已经进行了新的2.5D磁流体动力学模拟可能的吸积流出环境的RY头的解析解的基础上，以减少弛豫时间。方法.我们使用的初始条件的分析自相似的解决方案，我们用来模拟RY头微射流。在磁层闭合磁力线区，我们通过增加密度和速度来改变流的方向和增大吸积率。我们还实现了加热速率，并根据流速对其进行了调整。将吸积盘作为边界条件处理。结果模拟结果表明，恒星喷流和吸积磁层在几个恒星旋转达到稳定状态，证实了自相似解的鲁棒性和稳定性。此外，观察到两种类型的行为类似于RY Tau中观察到的行为。无论是稳定的恒星外流和磁层流入分离的低静态力自由区或恒星喷流和磁层吸积之间的相互作用，创造日冕幕质量喷射起源于磁盘和反弹到恒星。结论.质量损失率与质量增长率之比与RY Tau中观察到的行为变化相一致，位于微射流初始分析期间测量的比率范围内。
2022-06-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Helicity-Flux-Driven Alpha Effect in Laboratory and Astrophysical Plasmas
磁螺旋度守恒对α效应的约束被认为是磁和流动为主的自组织等离子体。直接数值模拟的主要贡献的α效应，它可以被铸造的平均螺旋度通量，称为螺旋度通量驱动的α（H $α$）效果的总发散的函数形式。本文对H $α$效应进行了直接数值模拟，并给出了两个例子：对撕裂模不稳定的磁主导环形等离子体和流动主导的吸积盘。
2014-03-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Plasma-environment effects on K lines of astrophysical interest III. IPs, K thresholds, radiative rates, and Auger widths in Fe ix - Fe xvi
目的。在黑洞吸积盘的背景下，我们的目标是计算等离子体环境的原子参数的影响，用于模拟衰减的K-空位状态在中等电荷的铁离子，即Fe ix - Fe xvi。方法.我们使用完全相对论多组态Dirac-Fock（MCDF）方法，用时间平均Debye-Huckel势近似等离子体电子-核屏蔽和电子-电子屏蔽。结果我们报告修改后的电离势，K阈值能量，波长，辐射发射率，和俄歇宽度的等离子体特征的电子温度和密度范围内的$10^5$ - $10^7$ K和$10^{18}$ - $10^{22}$ cm $^{-3}$。结论.这项研究证实，未来的XRISM和ATHENA空间飞行任务所载的高分辨率X射线光谱仪将能够探测到由于致密物体周围的吸积盘中出现的极端等离子体条件而导致的这些离子K边缘的降低。
2020-01-31 astro-ph.HE physics.atom-ph
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
Stability analysis of collective neutrino oscillations in the supernova accretion phase with realistic energy and angle distributions
我们回顾了我们以前的结果在超新星（SN）吸积阶段的自诱导中微子味转换的物质抑制，中微子运动方程进行线性化的稳定性分析，在现实的SN密度分布的存在下。在我们以前的数值研究中，我们使用了一个简化的模型的基础上各向同性中微子发射与一个单一的典型能量。在这里，我们考虑到现实的中微子能量和角度分布。我们发现多能效应对SN中微子通量的味稳定性的影响比我们以前的单能结果要小。相反，现实的前峰中微子角分布将增强物质抑制的自诱导振荡相对于各向同性中微子发射。其结果是，在我们的模型铁芯SNe，集体味转换有一个可忽略不计的影响，在吸积阶段的可观察到的中微子信号的表征。相反，对于低质量的O-Ne-Mg核SN模型，具有较低的物质密度分布和较少的前向峰角分布，集体转换也可能在早期。
2012-06-06 astro-ph.HE hep-ph
Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion in Supergiant X-ray binaries: stability and disk formation
我们使用2D（轴对称）和3D流体动力学模拟研究Bondi-Hoyle-Lyttleton（BHL）吸积和没有横向上游梯度。我们主要研究了风馈超巨星X射线双星（SgXB）中与中子星吸积有关的高（上游）马赫数、弱上游梯度和小吸积体尺寸的区域。我们提出了一个系统的探索，在这个政权的流量。当没有上游梯度时，无论吸积体大小或马赫数如何，流动总是稳定的。对于有限上游梯度，有三种主要类型的行为：稳定流（小上游梯度），湍流不稳定流没有一个磁盘（中间上游梯度），和湍流与盘状结构（相对较大的上游梯度）。当吸积流为湍流时，吸积速率随吸积体尺寸的减小而非收敛地减小。流动更容易不稳定，磁盘是不太可能形成比以前预期的;大多数观察到的SgXB的参数将它们放置在一个湍流，无盘吸积流的制度。在具有相对确定的参数的SgXB中，我们发现OAO 1657-415是唯一一个可能拥有持久盘（或盘状结构）的SgXB;这一发现与观测结果一致。
2019-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinetic description of quasi-stationary axisymmetric collisionless accretion disk plasmas with arbitrary magnetic field configurations
一个动力学处理的高温，低密度天体物理吸积盘，如被认为是目前在一些辐射效率低的吸积流到黑洞中发生的无碰撞磁化等离子体。准静态配置进行了研究，在一个弗拉索夫-麦克斯韦描述的框架内。等离子体被视为轴对称的，并受到缓慢时变的引力场和电磁场的作用。假设磁场的特征是由一个家庭的局部嵌套，但开放的磁表面。这些等离子体的慢碰撞动力学的影响，产生一个减少gyrokinetic Vlasov方程的动力学分布函数。为了做到这一点，首先确定一个渐近准稳态解，表示为一个广义双麦克斯韦分布表示的相关绝热不变量。的解决方案的存在取决于有合适的动力学约束和条件，导致粒子捕获现象。有了这个解决方案，可以处理温度各向异性，环形和极向流速度和有限Larmor半径的影响。分布函数的渐近展开允许所有相关流体场的分析评价。讨论了该解的基本理论特征及其天体物理意义。作为应用，讨论了用\textquotedblleft动力学发电机效应\textquotedblright描述慢时变吸积流动力学和自产生磁场的可能性。这两种效应都与内在动力学物理机制有关。
2011-05-19 astro-ph.HE physics.plasm-ph
General relativistic radiation hydrodynamics of accretion flows: II. Treating stiff source terms and exploring physical limitations
我们提出了一个隐式显式（IMEX）的龙格库塔数值方案耦合到一个光学厚辐射场的广义相对论流体动力学在两个现有的GR-流体动力学代码的实现。我们认为，这种改进的必要性自然产生在天体物理学相关制度的光学厚度是高的方程变得僵硬。通过进行几个一维测试，我们验证了代码的新能力，以处理这种刚度和显示一致性。然后，仍然在1D，我们计算了光度与吸积率图的设置球形吸积到史瓦西黑洞，发现与以前的工作很好的协议。最后，我们重新审视了二维的超声速邦迪-霍伊尔-利特尔顿（BHL）吸积，在那里我们现在可以模拟实际的温度，低至T~10^6 K。在这里，我们发现，辐射压力起着重要的作用，但这些高度动态的设置推动我们的近似处理的物理适用性的极限。辐射流体动力学BHL流动的主要特征表现为：（i）有效绝热指数接近γ_effective ~ 4/3;（ii）吸积率比无辐射压力时低两个数量级;（iii）光度估计接近爱丁顿极限，因此总辐射效率小至η ~ 10^{-2};（iv）激波区强烈偏离热平衡;（v）没有出现触发器不稳定性。我们的结论是，目前的光学厚近似的辐射传输物理上的实质性改善，纯氢也在设置离开平衡，一旦伴随着光学薄的治疗，很可能提供一个基本的工具，调查吸积流在各种各样的天体物理系统。
2012-08-16 astro-ph.HE gr-qc
Accretion of supersonic winds onto black holes in 3D: stability of the shock cone
利用数值模拟，我们提出了一个三维的旋转黑洞的超音速风吸积。我们研究了五个有代表性的方向的风相对于旋转轴的黑洞和重点的演变和稳定性的高密度激波锥的过程中形成的。我们探讨这两个，该制度中的冲击锥预计是稳定的，以确认以前的结果与二维模拟，和该制度中的冲击锥预计将显示一个触发器类型的不稳定。用来试图触发不稳定性的方法首先是数值误差的积累，其次是在激波锥形成后对速度场的扰动的显式应用。结果是否定的，也就是说，我们没有发现我们探索的参数空间内的触发器不稳定性，其中包括预期是不稳定的情况。
2015-10-20 astro-ph.HE gr-qc
A Hydrodynamical Mechanism for Generating Astrophysical Jets
每当在经典的吸积盘中，薄盘近似在一定半径的内部失效时，就会发生从Keplerian到径向下落轨迹的转变。我们表明，这种转变实际上是预计发生内部的某一临界半径，提供表面密度分布比$Σ(R) \propto R^{-1/2}$陡峭，而且，它可能对应于观测推断的现象厚热壁内部限制的程度，许多恒星吸积盘。下落的轨道将导致物质向非常中心的区域会聚和集中，其中大部分将简单地被中心物体吞噬。我们表明，通过微扰流体动力学分析，这将自然发展出一个很好的准直对极射流。第一个分析处理所描述的问题，证明了天体物理射流产生的纯流体动力学机制的可行性。这里探讨的纯流体动力学射流产生机制补充了现有的想法集中在磁场的作用，这可能占大规模的准直和稳定的射流。
2013-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The High Energy X-ray Probe (HEX-P): Probing Accretion onto Stellar Mass Black Holes
本文通过模拟数据说明HEX-P任务将凭借高分辨X射线成像、0.2–80 keV宽波段和高灵敏度，推进恒星质量黑洞吸积流、日冕结构及黑洞自旋研究。
2023-11-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Thermal Stability of Helium Burning on Accreting Neutron Stars
在吸积的中子星表面上的热核燃烧被观测到稳定在比理论模型预测的低几乎一个数量级的吸积率。解决这种差异的一种方法是通过包括可以稳定该层的基础热通量。我们把我们的注意力集中在纯氦吸积，为此，我们计算的基础加热通量的临界吸积率热核燃烧稳定的效果。我们使用MESA恒星演化程序计算$\dot m_{\rm crit}$作为基础流量的函数，并推导出解析拟合公式$\dot m_{\rm crit}$和燃烧温度在该临界吸积率的基础上，一个区域模型。我们还研究了临界吸积率是否可以通过只检查稳态模型来确定，而不依赖于时间的模拟。我们检查的论点，即稳定性边界与转折点$dy_{\rm burn}/d\dot m=0$在稳态模式，并发现它不持有以外的一个区域，零基通量的情况。一个大的稳态模型的线性稳定性分析也进行了，它产生的临界吸积率的$\sim3$的一个因素大于MESA的结果，但具有类似的依赖于基础通量。最后，我们讨论了我们的结果对超紧X射线双星4U~1820-30的意义。
2014-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
On the stability of isothermal shocks in black hole accretion disks
研究黑洞薄吸积流中等温激波的稳定性，利用多尺度匹配渐近方法首次推导出显式计算，发现内激波恒不稳定而外激波恒稳定，且角动量耗散会导致大部分参数空间中外激波不稳定。
2021-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR math.DS
Can accretion disk properties distinguish gravastars from black holes?
引力星是一种假想的天体，由暗能量凝聚体和各向异性物质的强关联薄壳层组成，被认为是广义相对论标准黑洞图像的替代。从观测上区分天体物理学上的黑洞和引力星是后一种理论模型的主要挑战。在静止和轴对称几何的背景下，区分引力星和黑洞的可能性是通过分别对旋转引力星和克尔型黑洞周围的薄吸积盘进行比较研究。在本文中，我们考虑吸积盘周围缓慢旋转引力星，所有的度规张量分量估计到二阶的角速度。由于外部几何形状的差异，这两类致密天体的盘的热力学和电磁特性（能流、温度分布和平衡辐射谱）是不同的，因此给出了明确的观测特征。除此之外，还表明吸积质量到辐射的转换效率总是小于黑洞的转换效率，即，重力星体提供了一种比黑洞更低效的将质量转换为辐射的机制。因此，这些观测特征提供了明确区分旋转引力星和克尔型黑洞的可能性。
2009-09-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Thermal stability of winds driven by radiation pressure in super-Eddington accretion disks
超铝X射线源（ULX）主要由中子星或恒星质量黑洞的吸积提供动力。辐射压以超过爱丁顿极限的几倍到几百倍的速度吸积，预计会使吸积盘膨胀，并驱动实际上以光速的很大一部分观测到的快速风。在超爱丁顿光度下，吸积盘会比次爱丁顿吸积体（如常见的活动星系核和X射线双星）更厚，导致不同的光谱能量分布，并可能导致风的不同热状态。在这里，我们展示了第一次尝试计算的光电离平衡的风驱动的强辐射压力厚光盘的ULX主机黑洞或非磁性中子星的重点。我们发现，风一般是在热稳定的平衡，但长期变化的吸积率和倾斜由于岁差可能有显着的影响风的外观和稳定性。我们的模型趋势可以解释1 keV左右的光谱残差和ULX光谱状态之间的相关性。我们还发现了一个可能的相关性之间的光谱硬度的ULX，风速和电离参数的一般情况下的支持。
2019-12-05 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.comp-ph
Some Recent Results on Neutrino Oscillations in Hypercritical Accretion
近二十年来，由于实验中微子物理和观测天文学的成就，对天体物理源中中微子味振荡的研究得到了极大的推动。在这里，我们讨论了两种情况下的短期和长期的伽马射线暴（GRB）的建模兴趣：超临界，即高度超爱丁顿球/盘吸积到一个中子星（NS）/黑洞（BH）。我们表明，在这两个系统的密度和温度的环境条件意味着中微子味振荡的发生，与中微子自相互作用的相关作用。
2020-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
