Can MAD accretion disks launching structured jets explain both GRB and AGN engines? Magnetically arrested accretion disks launching structured jets in application to GRB and AGN engines
我们探索相对论性喷流的形成、能量学和几何学，以及它们的中央引擎的可变性。我们研究快速和缓慢旋转的黑洞，并解决我们的模拟活动星系（AGN）中心和伽马射线暴（GRB）引擎。结构喷流被假定为占整个质量尺度的高能量源的发射特性，从恒星质量的黑洞在伽玛暴和活动星系核中的超大质量黑洞发射。它们的活动核心包含磁化的吸积盘，克尔黑洞的旋转提供了喷射发射的机制。如果吸积的模式是磁制动（MAD），这个过程最有效。在这种模式下，调制的喷气发动机发射的吸积流，在最小的时间和空间尺度上操作的内部不稳定性有关。由于这些尺度与光的穿越时间和黑洞的引力半径有关，因此喷流-圆盘连接的普适模型有望与黑洞质量成比例。本文利用克尔度规对MAD吸积过程进行了3D GR MHD模拟，研究了喷流-盘的联系。我们量化的可变性的磁盘通过傅立叶分析。我们发现，演化是由引擎的物理参数，如黑洞的自旋和磁盘的大小，以及它的磁化，我们应用我们的方案，在AGN和GRB类的典型类型的源。我们发现，MAD方案是适用于活动星系核发动机，并支持持久喷流排放。它也可以应用于伽玛暴，因为它给出了与观测大致一致的变化模式。然而，在某些情况下，强磁场可能会导致射流淬火，这种效果被发现是重要的，主要是伽玛射线暴射流。我们推测，这可能与伽玛射线暴发动机产生的磁力驱动风的强度有关。
2022-10-04 astro-ph.HE
Accretion of supersonic magnetized winds onto black holes
我们提出了磁化超音速风吸积到一个旋转的黑洞在三维空间。我们选择代表性的自旋风的方向，以说明其对激波锥的演变和形态的影响。与纯粹的流体动力学情形不同，磁化情形中最重要的发现是形成了稀薄的斑点，其中磁场压力超过气体压力。在这些稀疏的斑点中，我们发现激波锥内涡流的形成。
2023-01-11 astro-ph.HE
Disc accretion onto a binary black hole in a hierarchical triple system as an origin of the most luminous hyper-soft sources
Sternberg Astronomical Institute（施特恩贝格天文研究所）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
研究通过双黑洞在分层三体系统中的吸积过程，解释最明亮的超软X射线源的成因。
2026-03-09 astro-ph.HE
Scaling accretion flow models from BHB to AGN - Why doesn't it work?
黑洞只依赖于质量和自旋，而我们从稳态吸积流中看到的也依赖于质量吸积速率和（弱）倾角。因此，我们应该能够从恒星到超大质量黑洞的吸积流性质。但数据显示这两种类型的系统之间存在显着差异，这表明我们遗漏了AGN中的一些关键物理。这些差异之一是软X射线过剩，这在明亮的活动星系核中随处可见，但在BHB中只是偶尔。另一个是在高质量吸积率活动星系核的高能尾部看到的更快的变化相比，在BHB尾部看到的。我们表明，虽然这种变化是不理解的，它可以通过新的频谱定时技术来约束软X射线过剩的性质。相干性，滞后频率和滞后能量的结果强烈支持这是一个额外的低温Comptonisation组件，而不是极端的相对论性模糊反射的“简单”窄线塞弗特1 PG 1244 +026。
2014-05-12 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
The Rate of Gas Accretion onto Black Holes Drives Jet Velocity
据观测，吸积中的黑洞会发射相对论性的、准直的物质和辐射喷流。在某些来源中，已经检测到具有高度相对论速度的离散喷射。这些特殊的源通常具有非常高的质量吸积率，而较低的结速度的源主要与质量吸积率相对较低的黑洞有关。我们通过检查结速度相对于X射线光度，质量吸积率到黑洞的代理来量化这种行为。我们发现质量尺度的X射线光度和喷流结速度之间存在正相关关系。此外，我们发现的证据表明，射流速度也是极角的函数，支持“脊柱鞘”模型的射流生产。我们的研究结果揭示了吸积如何塑造从黑洞到其宿主环境的机械反馈的一个基本方面。
2014-12-18 astro-ph.HE
The Accretion Disk Size Problem in AGN Disk Reverberation Mapping is an Obscuration Effect: A Uniform AGN Sample Study with Swift
本研究基于Swift监测的统一AGN样本，发现吸积盘尺寸问题仅存在于被遮蔽AGN中，并由X射线柱密度主导，归因于吸收物质的额外再处理辐射。
2025-09-29 astro-ph.HE
Axially Symmetric Accretion of Fractal Medium onto Rotating Black Holes and the emergence of the Acoustic Manifold
对于三种不同的物质几何构型和两种不同的热力学状态方程，采用后牛顿赝Kerr黑洞势，研究了具有分数维质量分布的物质在旋转黑洞上的低角动量、多跨音速、轴对称吸积流.这样的任务已经通过将吸积介质的分形性质映射到其连续介质上而在数学上完成。强调了分形介质吸积动力学与连续介质吸积动力学自旋依赖性的区别。利用含时线性微扰方法，证明了具有分数维密度分布的物质吸积可以看作是经典类比模型的一个自然例子。相应的声表面重力已估计的吸积变量。表面重力的值随着吸积物质从其分形性质向相应的连续分布过渡而变化。
2017-05-02 astro-ph.HE
X-ray Dips in AGN and Microquasars -- Collapse Timescales of Inner Accretion Disc
一些活动星系核和微类星体的X射线的时间行为被认为是由它们的吸积盘的热的内部快速坍缩引起的。坍缩可以发生在吸积盘径向下沉的时间尺度上。然而，由于缺乏对包括内盘的无碰撞等离子体中的操作粘度的了解，阻碍了对该时间尺度的估计。我们使用已发表的模拟结果宇宙射线扩散通过湍流磁场到达一个粘度处方适当的热吸积盘。我们使用此粘度处方构建简化的椎间盘模型，并估计3C 120，3C 111和GRS 1915+105的椎间盘塌陷时间尺度。从我们的模型得到的Shakura-Sunyaev α参数范围为0.02至0.08。我们对椎间盘内塌陷时间尺度的估计与观测到的X射线下降时间尺度吻合得很好。我们发现坍缩时间尺度对热吸积盘的外半径最为敏感。
2020-12-09 astro-ph.HE
The jet-disc connection in AGN
本文利用一个主要包括耀变体但也包括一些射电星系的大样本，给出了活动星系核中吸积率与相对论性喷流功率之间关系的最新结果。喷流的能量可以用$γ$来追踪--在耀变体的情况下用射线光度来追踪，而在这两类耀变体的情况下用射电光度来追踪。吸积盘的光度则由宽的发射线来追踪。在耀变体中，我们发现了宽线发射和$γ$ -射线或射电光度之间的相关性，这表明喷流功率和吸积率之间有直接的紧密联系。我们证实，耀变体子类之间的观测差异反映了不同的吸积制度，但只有耀变体，我们不能正确地访问低吸积制度。通过引入射电星系，我们成功地观察到喷流活动星系核家族中辐射有效和低效吸积盘之间的过渡指纹。过渡发生在标准临界值$L_{\rm d}/L_{\rm Edd}\sim10^{-2}$处，并且看起来平滑。低于这个值，吸积结构发出的电离光度显著下降。
2014-08-27 astro-ph.HE
ECHO-3DHPC: relativistic accretion disks onto black holes
目前最先进的吸积流到黑洞的模拟需要一个显着水平的数值复杂性，以允许在强引力的制度相对论磁化等离子体的三维建模。我们在这里提出了一个新版本的GRMHD代码\texttt{ECHO}的合作开发与马克斯普朗克计算和数据设施（MPCDF）和莱布尼茨Rechenzentrum（LRZ），它采用了混合多维MPI-OpenMP加上生产的MPI-HDF 5输出文件。该代码的高度并行化的一些基本性质的研究的厚吸积盘周围的黑洞，特别是激励的非轴对称模式中存在的流体动力学和磁流体动力学的不稳定性是至关重要的。
2018-10-08 astro-ph.HE
Supercritical Accretion onto a Non-Magnetized Neutron Star: Why is it Feasible?
为了理解为什么超临界吸积在中子星上是可行的，我们仔细研究吸积流动力学的2.5维广义相对论（GR）辐射磁流体动力学（RMHD）模拟，比较吸积到非磁化中子星（NS）和黑洞（BH）的情况。超临界黑洞吸积相对容易，因为黑洞可以吞噬多余的辐射能量，因此辐射通量可以在其附近向内。这种机制对于具有固体表面的NS永远不起作用。事实上，我们发现辐射力总是向外的。相反，我们发现由于强辐射压力驱动的外流，质量吸积率显着降低。辐射通量$F_\mathrm{rad}$是自调节的，使得辐射力与重力和离心力的总和平衡。即使当辐射能量密度远远超过爱丁顿光度$E_\mathrm{rad} \simeq F_\mathrm{rad}τ/c> 10^2 L_\mathrm{Edd}/(4πr^2 c)$的预期值时，辐射通量也总是保持在一定值以下，这使得有可能不将所有气体从盘上吹走。这些效应使超临界吸积成为可能。我们还发现，一个沉降区，吸积显着减速辐射垫，周围NS表面形成。在沉降区，辐射温度和质量密度分别大致遵循$T_\mathrm{rad} \propto r^{-1}$和$ρ\propto r^{-3}$。黑洞周围没有沉降区，物质可以直接被黑洞以超音速吞噬。
2017-12-06 astro-ph.HE
Simulation based parameter space for shock in transonic, sub-Keplerian accretion flow onto non-rotating black holes
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（印度空间科学卓越中心，印度科学教育研究所加尔各答分校）
通过多维数值模拟，发现非旋转黑洞周围跨声速、亚开普勒吸积流中激波形成的参数空间远大于解析计算结果，且边界层动态产生外流。
2026-06-02 astro-ph.HE
Hypercritical accretion onto a magnetized neutron star surface: a numerical approach
在核心坍缩的超新星中产生的新生中子星的性质会受到爆炸后几小时可能发生的后期回落的强烈影响。这种吸积发生在由中微子冷却主导的区域，Chevalier（1989）最初在这方面进行了探索。在这里，我们重新审视这种方法在一个一维球对称模型，并进行数值模拟，在二维的吸积柱到中子星考虑详细的微观物理，中微子冷却和磁场的存在下，在理想的MHD。我们比较我们的数值结果的解析解，并探讨如何纯流体动力学以及MHD的解决方案不同于他们，并开始探索这可能会影响外观的残余作为一个典型的射电脉冲星。
2010-06-15 astro-ph.HE
Interaction of the accretion flows in corona and disk near the black hole in AGN
朝向黑洞的吸积流可能具有完全不同的性质，对于高吸积率，被描述为盘中光学厚的冷气流，或者对于低吸积率，被描述为热日冕光学薄气流，可能受到流出气体的影响。在活动星系核中探测到宽铁发射线表明日冕和盘的共存。这种流动的外观和相对强度基本上取决于它们的相互作用。Liu等人认为，气体从日冕到盘的凝结可以理解具有可比发射强度的吸积流。由于气体的重力捕获而引起的物质流入对于冷凝过程是重要的。我们讨论的模型预测的观测功能。用{ \it {Swift's}} X射线和紫外光学望远镜同时观测活动星系核的数据与理论预言进行了比较。频繁检测到广泛的铁K $α$发射线和依赖性的发射光谱的爱丁顿比，所描述的值的光子指数$Γ$和两点光谱指数$α_{\rm{ox}}$是近似的协议与冷凝模型的预测，然而，后者，与一个大的散射。该模型还产生了一个日冕发射集中在一个狭窄的内部区域，也推导出从发射率分布的分析。明亮活动星系核中的吸积流可以用星风或星际介质的吸积及其凝结成薄盘来描述。
2017-12-06 astro-ph.HE
On the relation of accretion rate and spin induced jet power in low luminosity AGN
根据Liu and Han（2014），吸积主导的喷流功率与吸积速率成线性比例，而在较低吸积速率下，幂律指数<=0.5。将低吸积率活动星系核中的喷流功率归因于黑洞的自旋，意味着喷流功率比吸积主导的喷流功率随吸积率变化的谱更平坦。黑洞必须快速旋转才能有效地产生这样的喷流能量，这可能使我们能够在射电噪声大的低光度活动星系核中找到高自旋黑洞。
2014-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN Light Echoes and the Accretion Disc Self-Gravity Limit
吸积盘理论预测，活动星系核盘会产生自引力，并分裂成外半径为$R_{\rm sg}$ ~ 12光日的恒星，实际上没有自由参数。我们提出的证据表明，较长的观测活动星系核光回波都接近12 d的活动星系核静止框架。这些观测结果对活动星系核盘理论进行了严格的检验。进一步的监测应提供洞察形成圆盘的气体的形成角动量。对于遥远的活动星系核，观测到的滞后明显长于12天，给出了它们红移的下限。
2022-01-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observational constraints on the specific accretion-rate distribution of X-ray selected AGN
本文利用4821个深、浅部观测的X射线源估算了活动星系核的比吸积率分布。比吸积率分布被定义为一个具有给定恒星质量和红移的星系拥有一个具有一定比吸积率的活动核的概率。我们发现，一个星系的主机AGN的概率增加与特定的吸积率降低。有证据表明，这种趋势在低比吸积率$λ<10^{-4}-10^{-3}$（爱丁顿单位）时发生逆转。在爱丁顿极限附近也有一个突破，超过这个极限，吸积事件的概率急剧下降。特定的吸积率分布演化使得星系间活动星系核的比例向较低的红移方向下降。活动星系核占空比的减少是宇宙吸积密度从红移$z\approx1-1.5$到现在的强烈演化的原因。我们的分析还表明，这种演变是伴随着一个脱钩的吸积事件到黑洞从星系中的恒星的形成。也有证据表明，在较早的时候，星系之间高比吸积率与低比吸积率事件的相对概率增加。我们认为，这种差分红移演化的活动星系核占空比相对于$λ$产生活动星系核缩小的趋势，即发光源峰值在较早的时代相比，不太明亮的。最后，我们还发现了特定的吸积率分布的恒星质量依赖性，更大质量的星系避免高特定的吸积率事件。
2017-05-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN Flickering and Chaotic Accretion
观测结果表明，活动星系核中超大质量黑洞的生长阶段具有特征性的时间尺度$\sim 10^5$ yr。我们表明，这是预期的时间尺度在混沌吸积图片的黑洞喂养，因为自引力的影响，限制任何吸积盘喂养事件的质量。
2015-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Are Radio AGN Powered by Accretion or Black Hole Spin?
比较了吸积和黑洞自旋作为最亮星系团活动星系核爆发的潜在能量来源。基于我们所采用的自旋模型，我们发现由X射线腔估计的活动星系核功率分布在很宽的自旋参数和吸积率范围内是一致的。在大多数BCGs中，有足够数量的分子气体可以单独通过吸积来驱动活动星系核。然而，我们没有发现活动星系核的功率和分子气体质量之间的相关性在这里考虑的喷流功率的范围。对于一个给定的活动星系核的功率，BCG的气体质量和吸积效率，定义为可用的冷分子气体的分数，需要电源的活动星系核，都变化超过两个数量级。BCGs中的大部分分子气体显然在到达核黑洞之前就被恒星形成消耗掉了，或者被活动星系核赶出了核。除非活动星系核中的黑洞的质量比它们的膨胀光度所暗示的更大，否则来自热大气的邦迪吸积一般不能为活动星系核提供燃料。我们确定了几个强大的活动星系核，居住在相对缺乏气体的星系，表明一个异常有效的吸积模式，或者说，他们的活动星系核是由另一种机制。如果这些系统主要由黑洞自旋而不是吸积提供动力，那么在某些系统中也必须有效地利用自旋，即，$P_{\rm jet} > \dot Mc^2$或它们的黑洞质量必须比它们的凸起光度所暗示的值大得多。我们约束（模型依赖）吸积率在过渡辐射效率低，辐射效率高的吸积流量是百分之几的爱丁顿率，一个值，这是与其他估计一致。
2010-11-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accretion onto a Kiselev black hole
我们考虑Kiselev黑洞的吸积。我们得到了无反作用吸积的基本方程。给出了临界点和质量吸积率的一般解析表达式，并给出了临界点应满足的物理条件。详细讨论了多变气体的情形。结果表明，在吸积过程中，经典参数起着重要的作用。
2017-06-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Accretion onto a Moving Reissner-Nordström Black Hole
我们得到了一个具有绝热状态方程的气体介质与一个以恒定速度穿过介质的Reissner-Nordström黑洞吸积的解析解。得到了速度各分量的具体表达式，并给出了与质量和电荷有关的质量吸积率。所得结果有助于理解运动黑洞吸积的物理机制。
2017-09-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Peculiar black hole accretion rates in AGN with highest star formation rates in the universe
Pouliasis et al（2022 b）研究了恒星形成率、黑洞吸积率和红移大于3.5的活动星系的恒星质量，发现恒星形成率在高恒星质量时趋于平稳，他们认为这是活动星系核反馈的证据。他们的数据显示，当活动星系核接近恒星形成率-恒星质量平面曲线的平坦化时，吸积率开始下降。我们描述的活动星系核反馈的性质负责这方面的强大FRII喷气机提高恒星形成率，但最终也引发了吸积从近爱丁顿率平流为主的转变。这些系统正处于一个戏剧性的转变的风口浪尖上，活动星系从强烈的增强到对恒星形成的巨大抑制，在这种方式下，与高红移的射电活动星系核和无喷流的活动星系核相比，低红移的射电活动星系核的斜率更陡。因此，我们认为，Pouliasis等人的数据构成了Singh等人（2021）预测的高红移天体，这些天体与Comerford等人（2020）所示的射电活动星系核的低红移行为有关。
2022-09-05 astro-ph.GA 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
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 processes onto black holes: theoretical problems, observational constraints
本文综述了星系双星系统与活动星系核中黑洞吸积流的标准结构，比较了两类系统的异同及数据互补性，并总结了新进展与未解问题。
2023-12-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Non-Blackbody Disks Can Help Explain Inferred AGN Accretion Disk Sizes
如果活动星系核吸积盘中的大气密度$ρ_{atm}$足够低，大气中的散射可以产生非黑体出射光谱。对于一个给定的辐射热光度，在紫外和光学波长，这样的磁盘有较低的通量和明显较大的尺寸相比，磁盘发射的黑体。我们表明，模型中，$ρ_{\rm atm}$是一个足够低的固定分数的内部密度$ρ$可以匹配的活动星系核风暴观测的NGC 5548，但产生磁盘光谱能量分布，峰值在较短的波长比观察到的发光活动星系核一般。因此，散射大气可以解释大推断AGN吸积盘的大小，但不太可能是唯一的贡献者。在附录部分中，我们给出了薄吸积盘中气压控制区的内部$ρ$和$T$的统一方程。
2018-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion of the Vlasov gas onto a Schwarzschild-like black hole
本文研究相对论性Vlasov气体向类Schwarzschild黑洞的球对称稳态吸积，推导出粒子流密度与吸积率表达式，并揭示洛伦兹对称性破缺参数对径向粒子流密度和质量吸积率的影响。
2022-11-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
Binary black hole mergers in AGN accretion discs: gravitational wave rate density estimates
到目前为止，LIGO/Virgo探测到的大多数引力波（GW）事件都起源于双黑洞（BBH）合并。在不同的双星演化路径中，活动星系核吸积盘中的BBH合并是GW探测的一个可能来源。我们考虑一个理想化的分析模型的BBH嵌入在AGN吸积盘的轨道演化。在这个框架中，盘-双星相互作用增加了轨道偏心率，降低了轨道分离，驱动BBH进入GW发射最终导致合并的状态。我们计算由此产生的GW合并率密度从这个通道的基础上合并的时间尺度的人口径向分布的活动星系核吸积盘内的BBH的加权平均。预测的合并率大致在$\mathcal{R} \sim (0.002 - 18) \, \mathrm{Gpc^{-3} yr^{-1}}$范围内。我们分析的合并率密度的吸积盘和二进制轨道参数的依赖关系，强调轨道偏心率的重要作用。我们讨论了天体物理学的影响，这一特定的BBH在AGN形成通道在更广泛的背景下的二进制演化的情况。
2020-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Matter accretion onto the magnetically charged Euler-Heisenberg black hole with scalar hair
本文针对带标量毛的磁荷Euler-Heisenberg黑洞，利用哈密顿动力学方法研究多种理想流体的吸积过程，得到声点、解析解与吸积率规律，为理解黑洞吸积机制提供参考。
2023-10-06 astro-ph.HE gr-qc
Accretion onto black holes inside neutron stars with piecewise-polytropic equations of state: analytic and numerical treatments
我们考虑球对称吸积到一个小的，可能是原始的，黑洞居住在一个中子星的中心由冷核物质状态方程（EOS）。我们推广的相对论邦迪解决方案，近似分段多面体，从而获得稳态物质的配置文件和吸积率的解析表达式。我们将这些速率与随时间变化的广义相对论流体动力学模拟弛豫后发现的速率进行了比较，并找到了很好的一致性。我们考虑了几个不同的候选EOS，中子星的质量和中心密度，发现吸积率变化不大，导致吸积率主要取决于黑洞的质量，只有微弱的中子星的属性。
2021-12-07 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Numerical Simulation of sub-Keplerian Transonic Accretion Flows onto Black Holes: Schwarzschild 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。我们在史瓦西时空中进行模拟。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。我们发现，即使在这种情况下，没有完整的理论分析，目前在文献中，稳态冲击波的形成是可能的。
2017-07-31 astro-ph.HE gr-qc
Cylindrically symmetric radial accretion onto a Levi-Civita string-like source
在Levi-Civita背景度规下，研究了柱对称条件下多变物质的径向稳态吸积。该模型可以看作是强引力场中Bondi吸积的圆柱模拟。作为这项研究的副产品，定义线质量密度的问题得到解决，并讨论了度量自由参数的物理可观测量的例子中的作用。径向吸积方程的形式对内部解的结构不敏感。相应地，吸积解的分析可以被限制到描述无结构均匀弦的列维-奇维塔度规的一种特殊的Wilson形式。
2022-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Dark matter heating of gas accreting onto Sgr A$^*$
研究了暗物质湮灭加热对黑洞气体吸积的影响。我们观察到，对于合理的假设DM密度的尖峰周围的超大质量黑洞，以及DM质量和湮灭截面内的标准WIMP模型，加热DM湮灭可能有一个明显的影响，吸积到银河系中心的Sgr A $^*$。出于这一观察，我们研究的影响，这种加热的邦迪吸积，即球对称，稳态牛顿吸积到一个黑洞。我们考虑不同的绝热指数的气体，和不同的幂律指数的DM密度分布。我们发现，典型的跨音速加热的解决方案有一个显着降低吸积率。然而，对于许多合理的参数，跨音速的解决方案并不存在，这表明稳态邦迪吸积的基本假设的故障。我们的研究结果表明，DM湮灭加热可能在星系中心的超大质量黑洞吸积中起着重要的作用，并可能有助于解释Sgr A $^*$的低吸积率。
2019-10-03 astro-ph.HE gr-qc
Corona-Heated Accretion-disk Reprocessing (CHAR): A Physical Model to Decipher the Melody of AGN UV/optical Twinkling
活动星系核（AGN）长期以来一直被观察到“闪烁”（即，它们的亮度随时间而变化），在UV/光学波段中的时间尺度从几天到几年。这样的活动星系核紫外/光学可变性对于探测超大质量黑洞、吸积盘和宽线区域的物理是必不可少的。在这里，我们表明，温度波动的活动星系核吸积盘，这是磁耦合的日冕，可以解释所观察到的高质量的活动星系核的光学光变曲线。我们通过考虑吸积物质在SMBH附近的气体物理，计算了温度涨落。我们发现，只要无量纲的粘度参数$α$，这被广泛认为是由磁流体动力学（MHD）湍流吸积盘控制，约为$0.01$-$0.2$，由此产生的模拟AGN紫外/光学光变曲线与观测的统计特性相同。此外，我们的模型可以同时解释比预期更大的吸积盘的大小和紫外/光学变化对波长的依赖NGC 5548。我们的模型也有可能解释一些其他的观测事实的活动星系核的紫外/光学变化，包括时间尺度依赖的蓝时亮的颜色变化和依赖的紫外/光学变化的活动星系核的光度和黑洞质量。我们的研究结果也展示了一个有前途的方法来推断黑洞的质量，吸积率，和辐射效率，从而促进理解的气体物理和MHD湍流附近的SMBH及其宇宙质量增长的历史，通过拟合AGN的紫外/光学光变曲线在时域天文学的时代。
2020-02-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring accretion disc physics and black hole growth with regular monitoring of ultrafast AGN winds
15年的XMM-牛顿观测已经确定，超快，高度电离的风在无线电安静的AGN中很常见。一个简单的爱丁顿极限吸积理论正确地预测了这种风的典型速度（~0.1c）和高电离，观察到的流动能量能够喷射恒星形成气体。随着最近对原型UFO PG 1211 +143的扩展XMM-牛顿观测，揭示了更复杂的流动模式，我们建议在未来十年内进行有针对性的观测，为探测内部吸积盘结构和SMBH增长提供独特的潜力。
2017-01-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Theory of Disk Accretion onto Magnetic Stars
吸积到磁星上的盘发生在各种系统中，包括吸积中子星（具有高和低磁场），白矮星和原恒星。我们回顾了磁层-磁盘相互作用中的一些关键物理过程，强调了理论上的不确定性。我们还讨论了一些应用程序的吸积中子星和原恒星系统的观测，以及可能的连接到原行星盘和系外行星。
2014-02-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar and Quasar Feedback in Concert: Effects on AGN Accretion, Obscuration, and Outflows
我们研究的反馈活动星系核（AGN）和多相星际介质（ISM）的相互作用，在模拟包括明确的恒星反馈，多相冷却，吸积盘风，康普顿加热。我们研究半径约0.1-100 pc的黑洞（BH），吸积率到BH的确定和活动星系核动力的风和辐射耦合到ISM。结果表明：（1）黑洞吸积速率是由引力不稳定性中气体与恒星之间的角动量交换决定的。这产生的吸积速率约为0.03-1 Msun/yr，足以为活动星系核提供能量。(2)星系核的气体盘经历了恒星形成的初始爆发，随后是几个百万年的恒星反馈抑制了恒星形成率（SFR）。(3)在小半径注入的活动星系核风的动量通量~L/c有效地耦合到ISM，并在~100秒差距内对ISM的性质有显着的影响。活动星系核风抑制核SFR约10-30倍，BH吸积率约3-30倍。它们使从核心流出的速率增加了约10倍，这与星系尺度活动星系核驱动流出的观测证据一致。(4)在活动星系核反馈的情况下，对黑洞柱密度分布的预测与观测结果是一致的。没有活动星系核的反馈，黑洞是各向同性的模糊，没有足够的光学薄的视线来解释I型活动星系核。一个“环面状”的几何形状出现自洽AGN反馈疏散气体在极地地区。
2016-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An Alternative Channel For High-Mass Binary Black Holes-----Dark Matter Accretion Onto Black Hole
利用布居综合方法，建立了一个暗物质（DM）与双黑洞（BH）的吸积模型，并研究了双黑洞的合并速率。我们发现，合并率可以微弱地增加（小于10%）。然而，DM吸积可以有效地提高双BH的质量。在我们的模型中，没有DM吸积的$Z = 0.01$的结果不能解释GW 170104、GW 170814和GW 150914，而有DM吸积的情况下，它可以很好地覆盖所有观测。对于高金属丰度（$Z = 0.02$），我们的模型不能解释GW 170104、GW 170814和GW 150914等高质量双星的合并。我们估计二元BH的合并率介于$\rm55Gpc^{-3}yr^{-1}$和$\rm197Gpc^{-3}yr^{-1}$之间。
2018-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole Spin and Accretion Disk Magnetic Field Strength Estimates for more than 750 AGN and Multiple GBH
本文研究了由黑洞、吸积盘和准直外流组成的黑洞系统。本文研究了三个活动星系核样品，包括753个活动星系核和4个GBH的102个测量结果。应用Daly（2016）描述的理论考虑，给出了黑洞自旋函数和吸积盘磁场强度的一般表达式，并应用于获得每个源的无量纲和物理单位的黑洞自旋函数，自旋和吸积盘磁场强度。得到了相对较高的自旋值;自旋函数表明源的典型自旋值约为（0.6 - 1）。三个活动星系核的吸积盘磁场强度分布很宽，平均值约为$10^4$ G，而单个GBH的吸积盘磁场强度平均值约为$10^8$ G.良好的协议之间的自旋值得到这里和公布的值得到了完善的方法，1 GBH和6 AGN的比较表明，类似的自旋值得到独立的方法。获得了黑洞自旋和磁盘磁场强度人口统计数据，并表明对于所研究的所有源类型（包括GBH和不同类别的活动星系核），黑洞自旋函数和自旋都是相似的。本文所用的方法不依赖于任何特定的吸积盘发射模型，也不依赖于将喷注功率与致密射电光度联系起来的特定模型，因此本文所得到的结果可用于约束和研究这些模型。
2019-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
A general relativistic hydrodynamic simulation code for studying advective, sub-Keplerian accretion flow onto black holes
本文开发了一个广义相对论流体动力学模拟代码，采用高分辨率激波捕捉方案模拟黑洞近邻的亚开普勒平流吸积流，以捕捉并分析激波结构，且通过已知解析与数值结果验证了代码有效性。
2025-06-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fundamental Accretion and Ejection Astrophysics
盘吸积可能是基本的天体物理过程。恒星和行星是通过吸积盘中的气体形成的。黑洞和星系通过有效的吸积盘共同进化到中心的超大质量黑洞上。事实上，宇宙中大约20%的电离辐射是由黑洞的吸积盘提供的。而大尺度结构--星系团--则受到黑洞吸积产生的相对论喷流的显著影响。然而，我们仍在寻找一些非常基本的问题的观测答案，这些问题是黑洞与其宿主星系之间反馈的所有方面的基础：盘如何传递角动量以将气体输送到致密物体上？吸积盘如何发射风和喷流？
2009-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accretion onto Intermediate-mass Seed Black Holes in Primordial Galaxies
超大质量黑洞的起源在很大程度上是未知的，它们为观测到的最遥远的类星体提供动力。一种假设是，它们从第一批恒星留下的中等质量种子（~100 M_sun）迅速成长。然而，一些先前的研究认为，由于辐射反馈的强烈抑制，这些黑洞上的吸积太低，无法建立质量。在这里，我们重新检查这样一个黑洞的吸积过程嵌入在原始气体云，通过考虑广泛的物理和数值参数没有探索过。我们发现，虽然辐射加热和压力确实有效地抑制吸积，气体的自引力最终克服了反馈效应，并在云的一个自由落体时间尺度后将吸积提升到爱丁顿速率。此外，对于给定的黑洞质量，存在一个临界密度，超过该密度，吸积可以达到爱丁顿极限。此外，我们发现黑洞吸积速率与环境气体密度之间存在普遍相关性，这可能是模拟中黑洞生长的现实秘诀。
2011-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Contribution of AGN Accretion Disks to Hydrogen Reionization
通过追踪第一代超大质量黑洞（SMBH）的生长和电离输出，研究了高红移（z>6）活动星系核（AGN）对宇宙氢再电离的贡献.我们的计算是锚定的z~6类星体的观测人口，追溯的吸积流的能量谱分布（SED）的发展，这些早期的活动星系核和考虑各种增长的历史，包括超爱丁顿吸积。与固定形状的SED相比，演变中的薄圆盘可以产生高达80%的电离辐射。在各种SMBH增长的情况下，活动星系核对再电离的贡献仅限于晚期（z<7），与恒星形成星系相比仍然是次主导的。这一结论适用于低光度z=6活动星系核的空间密度（仍然未知），并允许超爱丁顿吸积的增长方案。在SMBH质量增长相对缓慢的情况下，AGN对再电离的贡献可以延伸到更早的时期（z>8），即，低吸积率和/或高自旋。最后，我们证明了我们的框架可以重现所观察到的类星体邻近区的大小，z=6类星体周围的紧凑的邻近区可以解释的超爱丁顿吸积的晚发病。
2021-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Evolution of binary black holes in AGN accretion discs: Disc-binary interaction and gravitational wave emission
双黑洞合并是LIGO/Virgo探测到的引力波事件的主要来源。嵌入活动星系核（AGN）吸积盘中的二元黑洞是这种GW事件的可能候选者。结合盘-双星相互作用的演化方程和GW螺旋，我们发展了一个理想化的分析模型，用于分析活动星系核吸积盘中BBH的轨道演化。我们调查耦合的“光盘+GW”驱动的BBHs从光盘驱动的制度过渡到GW驱动的制度，在小的分离轨道分离的演变。在这个演化通道中，BBH合并被加速的轨道衰变和轨道偏心率增长的组合在光盘为主的政权。我们提供了一个量化的合并时间尺度$τ_\text{merger}$，并分析其依赖于吸积盘和二进制轨道参数。通过计算的GW频率的函数的轨道偏心率的演变，我们预测，大多数双星活动星系核盘应具有显着的剩余偏心率（$e \sim 0.01-0.1$），潜在的LISA检测。我们进一步讨论了这种特殊的BBH在AGN通道的二元演化路径的框架内的潜力和警告。
2020-06-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Perturbing AGN Accretion Disks with Stars and Moderately Massive Black Holes: Implications for Changing-Look AGN and Quasi-Periodic Eruptions
该模型提出轨道伴星扰动AGN吸积盘激发螺旋波导致吸积爆发，解释变脸AGN需高偏心中等质量黑洞，而准周期爆发则源于高偏心恒星近心点经过。
2025-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Numerical Simulations of Optically Thick Accretion onto a Black Hole - I. Spherical Case
模拟吸积物质产生的辐射是真实模拟黑洞吸积盘的重要一步，特别是在高吸积率下。为此，我们最近增加了辐射输运现有的广义相对论磁流体动力学代码，宇宙++。然而，在试图模拟辐射吸积盘，我们已经测试了新的代码使用一系列的激波管和邦迪（球形流入）的问题。首先由Farris等人（2008）提出的四个辐射激波管测试具有已知的解析解，使我们能够计算我们代码的误差和收敛速率。邦迪问题只有在忽略辐射过程时才有解析解，但它是相关的，因为它更接近我们最终想要研究的物理学。在我们的模拟中，我们包括汤姆逊散射和热韧致辐射的不透明度，专注于超级爱丁顿制度。与固体表面物体的吸积不同，黑洞的超爱丁顿吸积不会产生超爱丁顿光度。在我们的例子中，尽管以爱丁顿速率的300倍吸积，我们测量的光度总是比爱丁顿低几个数量级。
2012-05-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Accretion onto a moving black hole for stiff equations of state
Bowdoin College（博多因学院）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文通过数值模拟研究刚性绝热指数下运动Schwarzschild黑洞对均匀流体的相对论性吸积，识别亚声速与超声速区间内吸积率和拖曳率的变化，并提出解析近似描述其依赖关系。
2026-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Adiabatic accretion onto black holes in Einstein-Maxwell-scalar theory
在Einstein-Maxwell标量理论中，研究了球对称黑洞对重子气体的绝热吸积过程，耦合项中有两个参数$α$和$β$.特别地，我们以两类重要的黑洞为例，用荷质比平方和无量纲坐标半径的形式给出了跨音速点的范围。此外，我们发现，这两个耦合参数给出修改的质量吸积率在不同的顺序的声速在无穷远。我们还介绍了它们对吸积气体温度比的不同影响。
2022-03-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Effects of Lorentz breaking on the accretion onto a Schwarzschild-like black hole
我们提出并解决了最近得到的类Schwarzschild黑洞的球对称、稳态、绝热吸积问题。导出了临界点、临界速度、临界声速和质量吸积率的一般解析表达式。详细讨论了多变气体的情况。我们发现表征Lorentz对称性破缺的参数会减慢质量吸积速率，而对临界半径以下和事件视界的气体压缩和温度分布没有影响。
2019-04-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Exact solution for accretion onto a moving charged dilaton black hole
本文给出了气体介质在匀速运动的黑洞上吸积的解析解。我们确定了吸积流的四速度，发现它具有轴对称性。我们得到了粒子数密度和吸积率与质量、磁荷和黑洞的膨胀有关，说明这些参数在吸积过程中起着重要的作用。可能的理论和观测约束有关的膨胀的参数进行了讨论。这些结果有助于我们更深入地理解黑洞事件视界附近吸积流的行为。
2022-06-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Accretion onto a noncommutative inspired Schwarzschild black hole
本文研究了在非对易几何启发下的Schwarzschild黑洞对重子物质的吸积问题。推导了球对称稳态物质吸积的基本方程。这些方程被认为是修改由于存在的非交换性。计算了物质吸积率，发现吸积率随非对易参数强度的增加而迅速增加。随着非对易性强度的增大，声速点处的声速增大，而声速半径减小。的热环境的档案，最后调查低于音速半径和在事件视界，并发现受非交换性。
2017-03-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
