Self-consistent spectra from radiative GRMHD simulations of accretion onto Sgr A*
我们提出的第一个光谱能量分布产生自洽的2.5维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）数值模拟，其中辐射冷却包括在动力学计算。作为一个案例研究，我们集中在银河系中心的超大质量黑洞，人马座A*（Sgr A*），它具有最好的约束物理参数的吸积流。我们将模拟的光谱与Sgr A* 的观测数据进行了比较，并探索了我们模型的参数空间，以确定改变初始磁场构型、离子与电子温度比T_i/T_e和目标吸积率的影响。我们找到了质量吸积率为~ 1 e-9 Msun/yr，自旋为0.7 < a * < 0.9时的最佳描述。亚毫米波的峰值通量似乎在很大程度上与初始条件无关，而较高的能量对初始磁场配置非常敏感。最后，我们还讨论了在一些模拟中观察到的耀斑特征，这可能是由于2D配置的伪影。
2012-09-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spectral and Imaging properties of Sgr A* from High-Resolution 3D GRMHD Simulations with Radiative Cooling
银河系中心的候选超大质量黑洞人马座A*（Sgr A*），已知是由辐射效率低下的吸积流（RIAF）提供的，这是由其低吸积率推断的。因此，在Sgr A* 的研究中，辐射冷却通常被忽视。然而，RIAF中等离子体的辐射特性知之甚少。在这项工作中，使用全三维广义相对论磁流体动力学模拟，我们研究了辐射冷却的吸积等离子体的动态演化的影响，提出光谱能量分布和合成的亚毫米图像产生的吸积流周围的Sgr A*。这些模拟解决近似方程的辐射冷却过程自洽，包括同步加速器，韧致辐射，逆康普顿过程。我们发现，随着吸积率的增加，辐射冷却在吸积流的动力学中起着越来越重要的作用：中平面密度的增长和下降的气体是不那么湍流冷却变得更强。当吸积率大于$10^{-8}\,M_{\odot}~{\rm yr}^{-1}$（$\gtrsim 10^{-7} \dot{M}_{\rm Edd}$，其中$\dot{M}_{\rm Edd}$是爱丁顿吸积率）时，动力学演化的变化变得重要。在冷却模型中得到的光谱也不同于非冷却模型中的光谱：由于电子温度的降低，总通量（包括亚毫米和远紫外处的峰值）略低。我们的研究结果表明，辐射冷却应仔细考虑在建模Sgr A* 和其他低光度活动星系核，有一个质量吸积率$\dot{M} > 10^{-7}\,\dot{M}_{\rm Edd}$。
2020-09-29 astro-ph.HE
GRMHD simulations of accretion onto Sgr A*: How important are radiative losses?
本文采用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）方法对银河系中心人马座A *（Sgr A *）的超大质量黑洞的吸积流进行了数值模拟。模拟包括第一次辐射冷却过程（同步，韧致辐射，逆康普顿）自洽的动力学，使我们能够测试忽略所有冷却损失的建模中的Sgr A * 的常见简化。我们确认，对于Sgr A *，如果银河系中心的吸积速度低于~10 ^{-8} Msun/yr，即Mdot <10 ^{-7} Mdot_Edd，则忽略冷却损失是合理的近似。但在此极限以上，我们表明，辐射损失应考虑到显着差异出现在动力学和由此产生的光谱时，比较模拟与不冷却。这个极限意味着大多数附近的低光度活动星系核都处于应该考虑冷却的区域。进一步对银河系中心超大质量黑洞周围的轴对称气体吸积进行了参数研究。这种方法使我们能够调查一般的气体吸积的物理学，同时面对我们的结果与良好的研究和观察源，Sgr A *，作为一个测试案例。我们证实，吸积流和外流的性质是强烈依赖于初始几何的磁场。例如，我们发现，即使有非常高的自旋，也很难从带有多个单独的极向场环的圆盘中产生强大的外流。
2012-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Power of Imaging: Constraining the Plasma Properties of GRMHD Simulations using EHT Observations of Sgr A*
广义相对论磁流体动力学模拟的最新进展扩展和提高了我们对黑洞吸积盘动力学的理解。然而，目前的模拟没有捕捉到电子在低密度吸积等离子体的热力学。这对从第一原理预测吸积流图像和光谱提出了重大挑战。正因为如此，简化的排放模型经常被使用，具有广泛不同的配置（例如，盘与喷流为主的排放），并能够解释观测到的光谱性质的吸积黑洞。然而，探索由这样的模型引入的大参数空间需要超过传统计算设施的显著计算能力。在本文中，我们使用GRay，一个快速的基于GPU的光线跟踪算法，在GPU集群El Gato，计算图像和光谱的一组六个广义相对论磁流体动力学模拟与不同的磁场配置和黑洞自旋。我们还采用了两种不同的参数模型的等离子体热力学在每个模拟。我们表明，如果只使用的光谱特性的Sgr A*，所有12个模型在这里测试可以同样很好地拟合光谱。然而，当结合使用事件视界望远镜测量发射的图像大小时，当前的观测排除了所有具有强漏斗发射的模型，因为漏斗通常非常延伸。我们的研究表明，具有视界尺度分辨率的吸积流图像为理解黑洞周围的吸积流及其热力学性质提供了一个强有力的工具。
2014-10-13 astro-ph.HE
Bayesian techniques for comparing time-dependent GRMHD simulations to variable Event Horizon Telescope observations
事件视界望远镜（EHT）是一个毫米波长甚长基线干涉测量（VLBI）实验，能够以视界尺度分辨率观测黑洞。早期的观测揭示了银河系中心黑洞人马座A*（Sgr A*）中可变的视界尺度辐射。将这些观测结果与随时间变化的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟进行比较，需要明确考虑数据和模型变化的统计工具。在这里，我们开发了一种贝叶斯方法来比较时间分辨的模拟图像变量VLBI数据，以推断模型参数和进行模型比较。我们使用基于GRMHD模拟的模拟EHT数据来探索这种贝叶斯方法的鲁棒性，并将其与不考虑变异性影响的方法进行对比。我们发现，与时间无关的模型导致偏移值的推断参数与人为减少的不确定性。此外，忽略数据和模型的可变性往往会导致错误的模型选择。最后，我们将我们的方法应用到早期的EHT数据Sgr A*。
2016-12-17 astro-ph.HE
On the Comparison of AGN with GRMHD Simulations: I. Sgr A*
我们提出了在人马座A* 附近使用电子温度或能量密度参数化的银河系中心发射模型。这些模型包括那些灵感来自两个温度的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，以及射流激励的处方概括均分粒子和磁能。从这些模型中，我们计算光谱和图像，并根据其不同的观测特征进行分类。一些模型产生形态和光谱特征，例如，图像尺寸、亚毫米级凸起和低频谱斜率与观测结果一致。光谱与观测结果一致的模型产生了最紧凑的图像，具有最突出的不对称光子环。在许多模型中也可以看到边缘明亮的流出。在我们考虑的所有模型中，代表当前数据的最好模型是当磁压大于热压时电子相对论热，但冷（即，对排放的贡献可以忽略不计）。这项工作是一系列的一部分，也适用于“观察”模拟方法的近地平线地区的超大质量黑洞在M87和3C 279。
2020-01-30 astro-ph.HE hep-ph
Black hole accretion and radiation variability in GRMHD simulations with Rezzolla-Zhidenko spacetime
本研究利用Rezzolla-Zhidenko时空的二维GRMHD模拟，探究偏离广义相对论的球对称黑洞时空中的吸积动力学与230GHz辐射涨落特性，发现偏离参数与光变幅度系统性相关，为区分Sgr A*的黑洞解提供新途径。
2025-01-15 astro-ph.HE
A parameter survey of Sgr A* radiative models from GRMHD simulations with self-consistent electron heating
银河系中心黑洞候选者Sgr A* 是研究低光度吸积物理学的最佳目标，包括近红外和亚毫米波长长基线干涉测量实验。在这里，我们比较图像和光谱产生的广义相对论MHD模拟的一组无线电近红外观测的Sgr A* 的参数调查。我们的模型跨越了弱磁化和强磁化的限制，并使用了一系列的子网格处方的电子加热。我们发现两类方案可以解释宽形状的亚毫米光谱峰值和高度可变的近红外耀斑发射。弱磁化的“圆盘喷射”模型，其中大部分发射产生于喷射壁附近，与过去的工作一致，以及强磁化（磁制动盘）模型，其中热电子无处不在。由于强法拉第旋转，喷流模型在亚毫米波长处强烈去极化，这与Sgr A* 的观测结果不一致。相反，我们倾向于强磁化模型，它提供了一个很好的描述的中位数和高度可变的线性极化信号。同样的模型也可以解释所观察到的平均法拉第旋转测量和潜在的偏振信号最近看到的Sgr A* 近红外耀斑。
2020-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiative Models of Sgr A* from GRMHD Simulations
使用基于轴对称广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的流动模型，我们构建了sgr A* 的辐射模型。光谱能量分布，包括热同步辐射和吸收的影响，和康普顿散射，使用蒙特卡罗技术计算。使用光线跟踪方案计算图像。所有模型都按比例缩放，使230 GHz的通量密度为3.4焦耳。模型的关键参数是无量纲黑洞自旋a*、倾角i和离子-电子温度比Ti/Te。我们发现：（1）Ti/Te=1的模型与观测到的亚毫米波谱斜率不一致，（2）X射线通量是a* 的强增函数，（3）X射线通量是i的强增函数，（4）X射线通量是a * 的强增函数。（4）230 GHz图像尺寸是i、a* 和Ti/Te的复杂函数，但Ti/Te = 10的模型一般都很大，最多只能与230 GHz VLBI数据勉强一致;（5）对于Ti/Te=10，i=85 °的模型，事件视界被230 GHz的同步辐射光球掩盖，VLBI无法观测到，但这些模型产生了过量的近红外和X射线通量;（6）在所有SED与观测值一致的模型中，事件视界在230 GHz处是暴露的;（7）与观测值最一致的模型的\sim * \sim 0.9。最后，我们讨论了我们模型的局限性和未来改进的前景。
2009-09-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Accretion Flow in Sgr A* by GR Dynamical and Radiative Modeling
提出了基于3D GRMHD模拟的动力学吸积模型和广义相对论极化辐射转移模型的结合。通过人马座A* 的吸积流模型，给出了回旋同步辐射的GR射线追迹的形式。GR极化成像，以及频谱的一组可能的自旋和取向的结果。对热等离子体的法拉第旋转和法拉第转换系数采用了精确的拟合公式。轴对称流型和磁场几何形状对应于黑洞附近的平均3D GRMHD模拟，而分析模型用于远离黑洞。密度标度是通过拟合亚毫米级的通量而得到的。自旋$a=0.7$和倾斜角$θ=0.6$产生对亚毫米通量和线性偏振分数的最佳拟合。
2009-12-11 astro-ph.HE
Two-temperature treatments in magnetically arrested disk GRMHD simulations more accurately predict light curves of Sagittarius A*
本文在Sgr A*的磁停滞盘GRMHD模拟中引入双温度热力学处理，发现其230 GHz同步辐射变率比单温度模拟更接近观测，并揭示电子辐射冷却使内盘温度降低约10%，从而减小流量及其涨落。
2025-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Low Angular Momentum Black Hole Accretion: First GRMHD Evidence of Standing Shocks
为探索黑洞周围低角动量吸积流的动力学，本文通过不同黑洞自旋下的GRMHD模拟发现所有情况均处于SANE模式，首次观测到稳定驻激波，为理解相关辐射特征提供新证据。
2025-07-30 astro-ph.HE
Are GRMHD Mean-Field Dynamo Models of Thick Accretion Disks SANE?
事件视界望远镜合作的显着成果有关发射从M87*，最近，其偏振特性，需要越来越精确的建模等离子体流周围的吸积黑洞。辐射效率低的源，如M87* 和Sgr A*，通常与SANE（标准和正常的演化）范式，如果吸积动力学是平滑的，或与MAD（磁制动盘）范式，如果黑洞的磁层的反应，停止吸积偶尔，导致一个高度动态的过程。虽然最近的极化研究似乎倾向于MAD模型，但这可能并不适用于所有来源，SANE吸积肯定仍然值得关注。在这项工作中，我们调查的可能性，达到典型程度的磁化和其他吸积属性预期SANE磁盘诉诸平均场发电机过程中的轴对称GRMHD模拟，这是应该模仿放大作用的一个未解决的磁旋转不稳定性驱动的湍流。我们表明，它是可以重现的主要诊断文献中提出的从非常不利的初始配置，如一个纯粹的环形磁场与可忽略不计的磁化。
2021-07-22 astro-ph.HE
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic magnetohydrodynamical $κ$-jet models for Sgr A*
观测到的吸积超大质量黑洞的光谱能量分布通常在近红外（NIR）和光学波长处形成幂律光谱，这可以被解释为加速电子沿着喷流的特征。不过，加速的细节仍不确定。在本文中，我们研究了轴对称GRMHD模拟的热吸积流到underlighting超大质量黑洞的喷流的辐射性质的数值和半解析，目的是调查模型之间的差异，没有加速电子内的喷流。我们假设电子在我们的GRMHD模拟的射流区域中被加速。为了模拟它们，我们修改了电子的分布函数在射流区域从一个纯粹的相对论热分布的相对论热分布和$κ$分布函数的组合。在圆盘内部，我们假设电子的热分布。我们用射线追迹程序{ \tt RAPTOR}计算了喷流谱和同步辐射图，并将合成观测结果与Sgr~A* 的观测结果进行了比较。最后，我们比较了半解析的射流的数值模型。我们发现，在$κ$喷流模型中，无线电发射区域的大小，无线电通量，并在近红外/光学波段的光谱指数增加的$κ$参数，这对应于更大量的加速电子的值减小。$κ= 3.5$、$η_{\rm acc}=5-10\%$（被加速的电子的百分比）和观测角$i = 30^{\rm o}$的模型拟合了从射电到近红外/光学区域的耀斑状态下观测到的Sgr~A* 发射，而$κ= 3.5$、$η_{\rm acc}< 1\%$和观测角$i = 30^{\rm o}$拟合了静止状态下的上限。
2017-12-06 astro-ph.HE
Testing Bayesian inference of GRMHD model parameters from VLBI data
提出一种新的自适应贝叶斯方案，将广义相对论辐射传输代码ipole与EHT参数估计工具THEMIS集成，通过MCMC采样从VLBI数据推断GRMHD模型参数，实现了统计稳健且计算高效的参数空间扩展。
2024-09-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Magnetically Modified Spherical Accretion in GRMHD: Reconnection-Driven Convection and Jet Propagation
我们提出了三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟零角动量吸积周围的快速旋转黑洞，修改的存在下，初始均匀的磁场。我们考虑了磁场方向和黑洞自旋之间的几个角度。在所产生的流动中，中平面动力学由磁制动（或几乎制动）状态下的磁重联驱动的湍流控制。流出效率约为10-200%的电磁喷流占据了极区，在它们由于扭结不稳定性而消散之前达到数百个引力半径。喷流的方向随时间波动，相对于黑洞的自旋可以倾斜30度，但这种倾斜并不强烈地依赖于初始磁场的倾斜。即使在没有初始净垂直磁通量的情况下也会形成喷流，因为湍流的水平尺度波动可以局部地产生净垂直场。峰值喷流功率是在初始磁场相对于黑洞自旋倾斜40-80度时获得的，因为这使可以到达黑洞的磁通量的量最大化。这些模拟可能是一个合理的模型，低光度黑洞吸积流，如Sgr A* 或M87。
2021-02-02 astro-ph.HE
Bremsstrahlung in GRMHD models of accreting black holes
韧致辐射在缓慢吸积的超大质量黑洞周围热吸积流的辐射中的作用还没有完全弄清楚。为了评价轫致辐射相对于其他辐射过程的重要性，我们计算了缓慢吸积的超大质量黑洞周围吸积盘的光谱能量分布，包括同步辐射、逆康普顿散射和轫致辐射.我们计算的SED（i）四个轴对称辐射广义相对论磁流体力学（RadGRMHD）模拟的$10^{8}M_{\odot}$黑洞与吸积率之间的$10^{-8}\dot{M}_{\text{Edd}}$和$10^{-5}\dot{M}_{\text{Edd}}$，（ii）四个轴对称RadGRMHD模拟的M87 $^\ast$与不同的无量纲自旋$a_\ast$和黑洞质量，和（iii）一个三维GRMHD模拟缩放的Sgr A $^\ast$。在$10^{-8}\dot{M}_{\text{Edd}}$，大部分的光度是同步辐射，而在$10^{-5}\dot{M}_{\text{Edd}}$，三个辐射过程具有相似的光度。在大多数模型中，韧致辐射在$512\text{ keV}$附近占主导地位。在M87 $^\ast$模型中，如果是$a_{\ast} = 0.5$，则韧致辐射在SED的这一部分占主导地位，但是如果是$a_{\ast}= 0.9375$，则逆康普顿散射占主导地位。由于散射比韧致辐射更易变，因此这一结果表明，$512\text{ keV}$的可变性可能是黑洞自旋的诊断。在附录中，…
2020-06-01 astro-ph.HE
Dynamics and Spectra-Polarimetric Signatures of GRMHD Simulations with Multiple Magnetic Loops
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论与天体物理研究所）；Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität（法兰克福大学理论物理研究所）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学紫江研究院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室及上海粒子物理与宇宙学重点实验室）；Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文学与应用数学研究中心）
本研究通过三维GRMHD模拟探究多磁环黑洞吸积流的喷流形成条件，推导合成发射特征，结果与Sgr A*宁静态观测约束相符，揭示了喷流变异性的磁学机制。
2026-08-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Quantifying Intrinsic Variability of Sagittarius A* using Closure Phase Measurements of the Event Horizon Telescope
广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟与超大质量黑洞相关的吸积盘和喷流显示出在很宽的时间尺度上的变化。在与引力时标$t_G=GM/c^3$相当或更长的时标上，变化可能由非均匀吸积流的轨道动力学主导。预计吸积盘内的湍流演化的时间尺度与轨道周期相当，通常比$t_G$大一个数量级。对于Sgr A*，$t_G$比VLBI实验的典型持续时间短得多，使我们能够在一次观测中研究这种变化。闭合相位，即基线三角形上的干涉可见度相位之和，对于研究这种变化特别有用。除了源结构的变化外，观测到的闭合相位的变化也可能是由于星际散射、热噪声以及由于地球自转而引起的投影基线几何形状随时间的变化。我们提出了一个度量，能够区分后两者的内在或散射的变化。该度量使用Sgr A* 的GRMHD模拟的合成观测进行验证。当应用到现有的多历元EHT数据的Sgr A*，这个指标表明，数据是最一致的源模型包含固有的变化，从源动力学，星际散射，或这些组合。黑洞的倾角，方向，自旋和形态（磁盘或喷流）上预期的闭合相位变化的影响进行了讨论。
2017-08-03 astro-ph.HE
Faraday rotation in GRMHD simulations of the jet launching zone of M87
非VLBI测量的法拉第旋转毫米波长已被用来限制质量吸积率（$\mdot$）到超大质量黑洞在银河系中心和M87的中心。我们构建了广义相对论磁流体动力学模型，定性地描述了它们的光谱和无线电/毫米图像调用一个耦合的喷射盘系统。使用广义相对论偏振辐射转移，我们现在也模型观测到的毫米旋转措施（RM）的M87。模型与观测到的射电通量有关，然而，电子温度和吸积率是简并参数，允许变化。对于推断的M87喷流的低视角，即使黑洞$\mdot$增加了$\simeq100$的因子，RM也很低。在喷流主导的模型中，观测到的线性偏振产生于前向喷流，而致密的吸积盘使起源于反喷流的近地平线尺度发射的大部分去偏振。在喷流为主的模型中，随着$\mdot$的增加和法拉第光学深度的增加，人们逐渐只对前向喷流中的偏振发射敏感，保持测得的RM相对恒定。喷流为主的模型再现了低净偏振$\simeq1$百分之和RM与观测值一致，由于法拉第去极化，然而，与$\mdot$远大于以前推断的极限$9\times10^{-4}\,\mdotu$。所有以喷气为主的模型对于倾角$i\gtrsim30^\circ$产生更高的RM，其中视线穿过吸积流，从而对M87喷气的观察几何形状提供独立的约束。
2017-03-07 astro-ph.HE
Dynamics and Emission Properties of Flux Ropes from Two-Temperature GRMHD Simulations with Multiple Magnetic Loops
本文通过含交替多磁环的三维双温GRMHD模拟和GRRT计算，研究黑洞附近磁通量绳的辐射特性，发现小磁环更易产生磁通量绳，其在230 GHz以上贡献显著并形成图像丝状结构。
2024-05-08 astro-ph.HE
Revisited equilibrium solution of Fishbone and Moncrief torus for extended GRMHD simulations
本文推广 Fishbone–Moncrief 环面平衡解至任意稳态轴对称时空，并通过 GRHD 模拟验证其在非 Kerr 时空中长期稳定，可用于构建扩展 Kerr 黑洞的新 GRMHD 库。
2024-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Accretion Flow Morphology in Numerical Simulations of Black Holes from the ngEHT Model Library: The Impact of Radiation Physics
在过去的几年里，事件视界望远镜（EHT）提供了有史以来第一个超大质量黑洞（BH）（M87*）和人马座A $^*$（Sgr A*）的事件视界尺度图像。下一代EHT项目是EHT阵列的扩展，它承诺更大的角分辨率和更高的灵敏度，对中心环状结构周围的暗淡，扩展的通量，可能连接吸积流和喷流。ngEHT分析挑战旨在了解从合成图像和电影中提取的科学可提取性，以告知ngEHT阵列设计和分析算法开发。在这项工作中，我们比较了吸积流结构和动力学的数值流体模拟，专门针对M87* 和Sgr A*，并被用来构建源模型的挑战集。我们考虑了（1）一个稳态轴对称的辐射无效吸积流模型，（2）两个含时单流体广义相对论磁流体动力学（GRMHD）的H-AMR程序模拟，（3）一个双温GRMHD的BHAC程序模拟，（4）一个双温辐射GRMHD的KORAL程序模拟。我们发现，不同的模型表现出显着相似的时间和空间特性，除了电子温度，因为辐射损失大幅冷却电子附近的BH和喷流鞘，信号的重要性，即使是缓慢吸积BH，如M87*。我们限制自己的标准环面吸积流，并留下更大的探索替代吸积模型，以未来的工作。
2023-03-07 astro-ph.HE
Modeling Emission from the Supermassive Black Hole in the Galactic Center with GRMHD Simulations
人马座A* 是银河系中心的一个紧凑的射电源，由完全电离的等离子体吸积到一个超大质量黑洞中提供动力。然而，无线电辐射不能通过热同步过程中产生的引力约束流。对黑洞吸积过程的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟表明，沿吸积过程存在强烈的无界外流。利用GRMHD模拟给出的黑洞周围的流动结构，我们研究了这些流出物的热同步辐射是否可以解释观测到的射电辐射。我们发现，模拟产生相对较高的等离子体β值不能产生的无线电通量水平，而不超过钱德拉观测通过韧致辐射过程的X射线上限。预测的无线电频谱也比观察到的频谱都为一个温度的热模型和一个简单的非热模型与一个单一的幂律电子分布。电子温度需要低于黑洞附近的气体温度，才能重现观测到的无线电频谱。一个更完整的辐射过程的建模，包括广义相对论效应和偏振辐射的传输，将给出更多的物理过程中的Sgr A* 与当前的多波长，多历元，偏振观测这个源的定量约束。
2009-04-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
What is the Hidden Depolarization Mechanism in Low Luminosity AGN?
吸积黑洞系统的毫米波偏振测量可以提供一个宽范围线性尺度上吸积流的层析探测。利用毫米波天文组合阵列（CARMA）和亚毫米波阵列（SMA）对两个低光度活动星系核（LLAGN）M81和M84进行了线偏振探测。我们发现上限的$\sim 1 - 2\%$平均在整个带宽和旋转措施（RM）的合成技术。这些低偏振分数，以及LLAGN M87和3C84的类似低值，表明LLAGN具有与无线电强源和Sgr A* 不同的偏振特性。如果源是本征极化的，然后通过法拉第旋转去极化，那么我们将RM的下限设置为全带宽情况下的几倍$10^7\, {\rm rad\, m^{-2}}$和RM合成分析的$\sim 10^9\, {\rm rad\, m^{-2}}$。这些限制与预期的吸积流特性不一致或勉强一致。另一种可能性是，这些源可能被距离黑洞几个史瓦西半径内的冷电子去极化，正如数值模型所建议的那样。
2017-12-07 astro-ph.HE
Observational Signatures of Mass-Loading in Jets Launched by Rotating Black Holes
人们普遍认为，X射线双星和活动星系核中的相对论喷流是由黑洞的旋转能量驱动的。这一想法得到了广义相对论磁流体动力学（GRMHD）吸积黑洞，这表明通过布兰德福德Znajek机制有效的能量提取模拟的支持。然而，由于质量加载的物理学的不确定性，以及GRMHD数值方案在高磁化漏斗区域的失败，射流的物质含量仍然受到很差的约束。通过对一系列吸积黑洞的三维GRMHD模拟进行广义相对论辐射转移计算，我们研究了漏斗中质量负载的观测特征。我们发现显着的观察漏斗是空的情况下，漏斗充满等离子体的情况下，特别是在光学和X射线波段之间的差异。在Sgr A* 的上下文中，当前的光谱数据仅在黑洞随着$a\gtrsim0.9$快速旋转时约束喷流填充。在这种情况下，对红外通量的限制不利于漏斗中物质的强贡献。我们评论我们的模型解释未来的事件视界望远镜观测的影响。我们还将我们的模型扩展到恒星质量的黑洞，并讨论了它们对X射线双星低光度状态的适用性。
2017-12-07 astro-ph.HE
Two-Temperature GRMHD Simulations of Black Hole Accretion Flows with Multiple Magnetic Loops
本文通过二维双温 GRMHD 模拟揭示多磁环尺寸与极性如何影响黑洞吸积状态转变、磁重联及等离子体团形成和电子加热。
2023-04-13 astro-ph.HE
Time Domain Filtering of Resolved Images of Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）的目标是提供与银河系中心黑洞有关的Sgr A* 的空间分辨图像。由于Sgr A* 变化的时间尺度短的EHT观测活动相比，它是有趣的，问是否可变性包含的吸积流的结构和动力学的信息。在本文中，我们介绍了“时域滤波”，一种技术，过滤时间波动的图像与特定的时间频率范围内，并证明了电源和使用的技术，将其应用到模拟毫米波图像的Sgr A*。模拟图像数据由广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和广义相对论射线追踪方法生成。我们表明，在每个视线的变化是密切相关的一个典型的半径的排放。这是因为圆盘的发射率在一个时间尺度上波动，这个时间尺度的量级是当地的轨道周期。因此，时域滤波图像反映了依赖于模型的发射半径分布，这在时间平均图像中是不可访问的。我们表明，在原则上，过滤后的数据有能力区分模型与不同的黑洞自旋，不同的磁盘视角，不同的磁盘在天空中的方向。
2017-08-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Jet in the Galactic Center: An Ideal Laboratory for Magnetohydrodynamics and General Relativity
本文回顾和讨论了银河系中心超大质量黑洞候选者Sgr A* 的一些有趣的性质。在所有可能的黑洞源中，Sgr A* 的事件视界对着天空中最大的角标度。因此，它是一个主要的候选人，研究和图像等离子体过程中的强引力，它甚至允许成像的阴影所投下的事件视界。最近的毫米波VLBI和无线电定时观测以及数值GRMHD模拟现在已经提供了几个突破，使Sgr A* 重新成为焦点。首先，VLBI观测现在已经在多个频率上测量了Sgr A* 的固有大小，其中最高频率的测量已经接近黑洞阴影的尺度。此外，对无线电变化的测量显示，在22 GHz和43 GHz之间存在明显的时间滞后。大小和定时测量的组合，允许一个实际测量的流动速度和方向的磁化等离子体在几十个史瓦西半径。这些数据强烈支持一个适度的相对论外流，加速射流模型一致。这是比较最近的GRMHD模拟，显示存在一个适度的相对论流出耦合到吸积流Sgr A*。进一步的VLBI和定时观测与模拟相结合，有可能绘制出5-40史瓦西半径的速度分布图，并提供在事件视界附近出现的喷流盘系统的第一个一瞥。未来的亚毫米VLBI实验甚至能够直接对强引力下的这些过程进行成像，并直接确认事件视界的存在。
2010-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Bayesian Accretion Modeling: Axisymmetric Equatorial Emission in the Kerr Spacetime
事件视界望远镜（EHT）已经拍摄到两个超大质量黑洞的图像，它们是梅西耶~87*（M 87*）和人马座~A*（Sgr A*）。EHT合作使用这些图像间接约束黑洞参数校准测量的天空平面发射形态的图像的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟。在这里，我们开发了一个模型，直接约束的黑洞的质量，自旋和倾斜，通过签名的透镜，红移，和帧拖动，同时边缘化的未知吸积和发射性能。通过假设黑洞附近的光学薄，轴对称，赤道发射，我们的模型获得的数量级的速度比类似的方法，需要辐射转移。使用2017 EHT M 87* 基线覆盖，我们使用模型本身的拟合来表明数据不足以证明光子环的存在。然后，我们调查时间平均GRMHD模拟拟合EHT样的数据，并发现我们的模型是最适合拟合磁制动盘，这是M 87* 和Sgr A* 的模拟的青睐类。对于这些模拟，最佳拟合模型参数在真实质量的${\sim}10\%$内，并且在倾角的${\sim}10^\circ$内。在2017年EHT覆盖率和振幅的1\%分数不确定性下，自旋不受约束。自旋轴位置角的精确推断强烈依赖于自旋和电子温度。我们的研究结果表明，直接约束黑洞时空的干涉数据的承诺，但他们也表明，几乎相同的图像允许大的差异，黑洞属性，突出等离子体属性，时空之间的退化，最关键的是，未知的发射几何形状时，研究透镜吸积流图像在一个单一的频率。
2022-10-13 astro-ph.HE
On the Comparison of AGN with GRMHD Simulations: II. M87
本文比较M87视界尺度观测与GRMHD模拟，通过多种发射预设和等离子体成分，推断偏振发射规则，支持MAD和SANE模型，并指出未来EHT可探测等离子体成分。
2023-12-22 astro-ph.HE
General relativistic magnetohydrodynamic simulations of binary neutron star mergers forming a long-lived neutron star
合并的双中子星（BNS）代表了多信使天文学的最终目标，是最有前途的引力波（GW）源之一，同时，可能伴随着各种电磁对应物在整个频谱，可能包括短伽马射线暴（SGRB）和千诺瓦/macronova瞬变。数值相对论模拟在这些事件的研究中起着核心作用。特别是，由于磁场的重要性，本调查的各个方面需要广义相对论磁流体力学（GRMHD）。到目前为止，大多数GRMHD模拟的注意力集中在BNS合并导致超大质量NS的形成，这反过来，在几十毫秒内崩溃成一个黑洞周围的吸积盘。然而，最近的观测表明，这些系统中的很大一部分可能会形成一个长寿命的NS残留物，它要么会在更长的时间尺度上崩溃，要么会无限期地保持稳定。尽管对系统的演化和发射特性有着深刻的影响，但对这种替代演化通道的详细调查仍然缺失。在这里，我们按照这个方向，并提出了第一个详细的GRMHD研究BNS合并形成一个长寿的NS。我们认为磁化双星具有不同的质量比和状态方程，并分析了结构的NS残余物，旋转配置文件，吸积盘，演化和放大的磁场，和喷射的物质。此外，我们还讨论了与SGRB的中央引擎的连接，并提供了kilonova/macronova信号的数量级估计。最后，我们研究了GW排放，特别注意合并后的阶段。
2017-05-01 astro-ph.HE gr-qc
Scale-invariance of black hole accretion: modeling emission from a black hole X-ray binary with relativistic accretion flow simulations
我们模拟了极亚爱丁顿X射线双星A0620-00的非热发射光谱。据信，这种非热辐射是由辐射效率低的“静态”吸积到系统中存在的恒星质量的黑洞上产生的。我们后处理GRMHD模拟与多波长，全极化，相对论辐射转移计算预测宽带光谱和发射偏振水平的范围内的电子模型和吸积率。我们发现，一个模型与强耦合的电子和离子的吸积盘和吸积率只有$\dot{M}=3\times10^{-13} [M_\odot yr^{-1}]$是能够恢复所观察到的X射线光谱斜率，以及过量的线偏振在近红外/光学波段的源检测。我们的模型限制了一个假定的相对论性喷流在这个系统中产生的光谱特性。此外，我们表明，磁化风从我们的热吸积流带走一小部分的轨道角动量的二进制无法解释所观察到的快速轨道衰减的系统。类似于目前的GRMHD模拟经常被用来解释发射从亚爱丁顿supermassvie黑洞在Sgr A* 或M87，目前的模拟使我们能够测试是否某些方面的静态黑洞吸积尺度不变。
2019-11-25 astro-ph.HE
The Current Ability to Test Theories of Gravity with Black Hole Shadows
我们的银河系中心，人马座A*（Sgr A*），被认为拥有一个超大质量黑洞（BH），正如跟踪单个轨道恒星的观测所建议的那样。事件视界望远镜合作组织（EHTC）即将对Sgr A* 进行的亚毫米甚长基线干涉测量（VLBI）图像预计将为这种超大质量BH的存在提供关键证据。我们评估我们目前的能力，使用EHTC图像，以确定它们是否对应于克尔BH的预测爱因斯坦的广义相对论（GR）或BH在替代理论的重力。为此，我们进行广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟和使用广义相对论辐射转移（GRRT）计算生成合成的阴影图像的磁化吸积流到克尔BH。此外，第一次，我们进行GRMHD模拟和GRRT计算的一个粒子BH，我们作为一个代表性的解决方案的替代引力理论。采用2017年EHTC活动的VLBI配置，我们发现区分不同重力理论的BH可能非常困难，因此强调在解释BH图像作为GR测试时需要非常谨慎。
2018-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Hot, Retrograde Tilted MADs: Misaligned, Precessing, and Shaped by Electromagnetic Torques
JILA and Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校 JILA 天体物理与行星科学系）
研究揭示了强磁化逆行偏移吸积盘在黑洞自转影响下的对齐机制及电磁扭矩作用
2026-01-22 astro-ph.HE
Ring Position Angles and Spin in M87* and Sgr A*
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Harvard University（哈佛大学）
利用GRMHD模型研究M87*和Sgr A*的环亮度不对称位置角PA1，发现高自旋时PA1指向黑洞接近侧，可约束自旋大小和方向，并预测EHT未来观测可区分顺行/逆行自旋。
2026-10-02 astro-ph.HE
Revision of two-temperature magnetically arrested flows onto a black hole
本文重新研究了3D GRMHD双温MAD模型的辐射特性，发现湍流电子加热MAD模型的辐射特性在数值网格分辨率上收敛，对比双温与单温模型后指出前者不显著优于后者，还将模型与Sgr A*观测对比并讨论未来前景。
2025-02-14 astro-ph.HE
Toward General-Relativistic Magnetohydrodynamics Simulations in Stationary Non-Vacuum Spacetimes
本研究提出一大类稳态轴对称旋转度规的视界穿透形式，突破了此前仅克尔、克尔-纽曼度规可用的限制，可支撑广义相对论及非广义相对论框架下多种旋转致密天体的GRMHD吸积模拟。
2024-03-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. IV. Variability, Morphology, and Black Hole Mass
本文通过EHT观测量化Sgr A*的变异性与环状形态，校准引力半径并测定黑洞质量为4.0×10^6 M⊙。
2023-11-15 astro-ph.HE
Black Hole Polarimetry II: The Connection Between Spin and Polarization
本文通过GRMHD模拟和半解析内流模型，证明黑洞视界尺度同步辐射偏振角与自旋强相关，可用于诊断自旋，且EHT数据不支持M87*和Sgr A*的高自旋。
2025-09-26 astro-ph.HE gr-qc
Sagittarius A* Accretion Flow and Black Hole Parameters from General Relativistic Dynamical and Polarized Radiative Modeling
我们获得的Sgr A* 吸积流和黑洞参数的估计，通过拟合极化亚毫米观测与光谱计算使用三维（3D）广义相对论（GR）磁流体动力学（MHD）（GRMHD）模拟。观测是从29篇论文中的报告中的许多时期的平均值中汇编的，用于估计平均通量Fnu、线偏振（LP）分数、圆偏振（CP）分数和电矢量位置角（EVPA）。在20，000 M时间间隔内，计算了无量纲自旋a_*= 0，0.5，0.7，0.9，0.98的GRMHD模拟。利用我们的新程序进行了完全自洽的GR极化辐射转移计算，研究了自旋a *、倾角θ、位置角（PA）、吸积率Mdot和电子温度Te（Te为半径6 M）对辐射转移的影响。通过拟合平均亚毫米通量和LP/CP分数，我们得到这些模型参数的估计，并确定可能产生偏振签名的物理效应。我们的最佳匹配模型为a_*=0.5，θ= 75度，PA= 115度，Mdot=4.6*10^{-8}M_Sun/year，6 M时Te=3.1*10^10K。亚毫米CP主要由法拉第旋转修正的法拉第转换产生，发射区在230 GHz处的大小与VLBI的37 μ s大小一致。在所有自旋中，模型参数的范围为θ= 42度-75度，Mdot=（1.4-7.0）*10^{-8}M_Sun/year，Te=（3-4）* 10 ^10 K。极化被发现，以帮助区分模型，并引入新的观测约束的磁场的影响，可能不适合吸积模型到目前为止考虑。
2012-06-20 astro-ph.HE
Evolving Nonthermal Electrons in Simulations of Black Hole Accretion
目前对黑洞周围热吸积流的模拟假设要么是单温气体，要么最多是含有热离子和电子的双温气体。然而，像磁重联和冲击这样的过程可以将电子加速到非热分布，这在许多系统中发现的非常低的密度下不会迅速热化。这种非热电子被用来解释银河系中心的黑洞人马座A*（Sgr A*）的红外和X射线光谱以及强烈的可变性。本文提出了一种在GRMHD程序KORAL中计算非热电子布居自洽演化的方法。电子分布在洛伦兹因子空间中被跟踪，并在空间和时间中与热电子、热离子和辐射平行地演化。在本研究中，为了简单起见，能量注入到非热分布被视为一个固定的分数的本地电子粘性加热速率。数值计算结果与低质量吸积率类似的Sgr A* 的模型。我们发现非热电子群的存在对系统的整体动力学特性的影响可以忽略不计。由于我们简单的均匀粒子注入处方，在非热模拟的辐射功率增强在大半径。的非热电子的能量分布示出同步加速器冷却中断，与中断洛伦兹因子随位置和时间而变化，反映了复杂的相互作用之间的局部粘性加热速率，磁场强度，和流体速度。
2017-06-12 astro-ph.HE
Using space-VLBI to probe gravity around Sgr A*
事件视界望远镜（EHT）将很快提供银河系中心超大质量黑洞（SMBH）候选人人马座A*（Sgr A*）的第一张高分辨率图像，使我们能够在强场区域探测引力。除了研究极端环境下的吸积过程外，所获得的数据和重建图像还可用于研究潜在的时空结构。在目前的配置中，EHT能够区分旋转的克尔黑洞和像玻色子星这样的无视界物体。未来的发展可以提高EHT区分不同时空的能力。我们调查的能力，先进的EHT概念，包括轨道空间天线，图像和区分不同的时空围绕Sgr A*。我们使用GRMHD模拟吸积致密物体（克尔和玻色子黑洞，以及玻色子星），并通过广义相对论辐射转移计算计算它们的辐射特征。为了便于与即将到来的和未来的EHT观测比较，我们产生了现实的合成数据，包括源的变化，衍射和折射散射，同时将观测阵列，包括空间天线。从生成的合成观测，我们动态重建黑洞阴影图像使用正则化的最大熵方法。我们采用遗传算法来优化空间天线的轨道，以提高组合阵列（地面阵列和空间天线）的成像能力和u-v平面覆盖范围，并开发了一种新的方法来探测傅立叶空间中的源变化。包括一个轨道空间天线提高了EHT的能力，区分克尔黑洞和黑洞上的自旋的基础上重建的无线电图像和复杂的vibrations。
2021-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Electron Heating in the Trans-Relativistic Perpendicular Shocks of Tilted Accretion Flows
本文利用二维粒子模拟研究黑洞倾斜吸积流中跨相对论性垂直无碰撞激波的电子加热，发现激波后电子温度超出绝热预期的幅度与马赫数呈幂律关系，并揭示不同温度比下磁泵浦与平行电场加热的主导机制，为 GRMHD 模拟提供亚网格模型。
2024-02-20 astro-ph.HE
Future Prospects for Constraining Black-Hole Spacetime: Horizon-scale Variability of Astrophysical Jet
本研究利用GRMHD模拟和GRRT计算，分析M87*喷流在视界尺度的动力学与黑洞自旋的关联，并评估ngEHT观测约束黑洞自旋的前景。
2023-11-16 astro-ph.HE
Millimeter Observational Signatures of Flares in Magnetically Arrested Black Hole Accretion Models
本文研究磁阻停黑洞吸积模型中耀发的毫米波观测特征，发现230 GHz流量变化取决于电子加热效率：电子被加热到约10^{11} K时发射增强，温度更高时流量下降，并给出EHT图像与多波长谱预期。
2023-09-23 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic resistive magnetohydrodynamics with robust primitive variable recovery for accretion disk simulations
黑洞天体物理学的最新进展，特别是事件视界望远镜（EHT）在星系M87中心发现的第一个超大质量黑洞的视觉证据，以及引力合作组织在银河系中心Sgr A* 的事件视界附近探测到的轨道“热点”，需要开发新的数值方法来理解潜在的等离子体微观物理学。与这种热点有关的非热辐射被证明是源于等离子体团，这些等离子体团是由于最内层吸积区薄电流层中的磁重联而形成的。在黑洞吸积盘和喷流中，电阻率在电流片的形成、磁重联和等离子体团的生长中起着至关重要的作用。在三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序BHAC中加入了电阻率，并提出了一种隐式-显式方案来处理GRMHD方程中的刚性电阻源项。该算法进行了测试，结合自适应网格细化，以解决电阻尺度和约束运输方法，以保持磁场螺线管。原始变量的恢复，相对论磁流体动力学代码的关键部分，提出了几种新的方法，并比较的准确性，鲁棒性和效率。我们提出了一个新的反演策略，允许连续GRMHD模拟低气磁压力比和高磁化制度适用于黑洞吸积盘，喷气机，和中子星磁层。我们应用新的方案来研究电阻率对吸积黑洞的影响，并考虑了重联的耗散效应。
2019-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Temperature properties in magnetised and radiatively cooled two-temperature accretion flows onto a black hole
在对黑洞吸积的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟中，通常采用关于电子热力学的简化假设。为了解决这个问题，我们已经开发了一个自洽的方法来研究磁化和辐射冷却的两个温度吸积流周围的克尔黑洞在两个空间维度。该方法包括几个加热过程，辐射冷却，以及通过库仑相互作用的电子和离子之间的耦合。我们测试我们的方法进行轴对称GRMHD模拟的磁化环面吸积到克尔黑洞在各种天体物理场景。通过这种方式，我们发现，库仑相互作用和辐射冷却的列入影响的离子和电子的热力学性质，显着改变后者的温度分布，并强调了一个双温度的方法时，成像这些流的重要性。此外，我们还发现吸积率不仅影响流的整体性质，而且还影响电子和离子的热力学性质。有趣的是，我们观察到定性不同的温度特性SANE和MAD吸积模式，同时保持相同的吸积率，这可能有助于区分MAD和SANE吸积流通过观察。最后，我们提出了两个新的关系的温度比的电子，离子，和气体的等离子体$β$参数。新的关系式为处理Sgr A* 和M1，87 * 等超大质量黑洞上的双温吸积流提供了一种简单而有效的方法.
2022-10-31 astro-ph.HE gr-qc
Decomposing the Internal Faraday Rotation of Black Hole Accretion Flows
在几个低光度的活动星系核中，包括事件视界望远镜（EHT）的目标M87* 和Sgr A*，在毫米波段观测到了法拉第旋转。观测旋转测量（RM）探测沿视线积分的材料的密度、磁场和温度。为了更好地理解吸积盘的条件是如何反映在RM，我们执行极化辐射转移计算使用一组广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟适合M87*。我们发现，在事件视界尺度上的毫米波空间分辨图像中，RM可以变化数量级，甚至翻转符号。这种空间结构的观测结果包括显着的时间变化，符号翻转，和非$λ^2$偏振面的演变。对于某些模型，我们发现，内部旋转措施可以导致显着的带宽去极化，即使在相对较窄的分数带宽观察到的EHT。我们在这些模型的基础上，他们的RM分解的线偏振发射，并发现在前面的中间平面的发射可以表现出的数量级小于法拉第旋转比发射起源于后面的中间平面或光子环内。我们确认，空间上未解决的（即，图像积分）RM是一个很差的吸积率的预测，与时间变化和倾斜效应引起的实质性的散射。模型可以用重复观测来约束，以确定偏振平面的时间变化性和非$λ^2$演化的程度。
2020-09-04 astro-ph.HE
Flares in the Galactic center I: orbiting flux tubes in Magnetically Arrested Black Hole Accretion Disks
最近通过重力仪器对SgrA* 进行的观测，在距离$\sim 10$引力半径（$r_g$）处对红外耀斑（IR）进行了天体测量跟踪。在本文中，我们研究了一个模型的耀斑的基础上的3D广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的磁逮捕吸积盘（MAD）表现出激烈的情节通量逃逸的黑洞磁层。这些事件对于耀斑建模是有吸引力的，原因有几个：i）磁主导区域可以抵抗通过磁旋转湍流和剪切而被破坏，ii）磁场的方向主要是垂直的，如重力数据所示，iii）与通量爆发相关的磁重联可以在耀斑事件期间产生粒子加热/加速的自洽手段。在这个分析中，我们追踪爆发的磁通束，并提供大小，能量和等离子体参数的分布。在我们的模拟中，轨道倾向于在$\sim 5-40 r_g$的半径范围内圆化。磁通束中包含的磁能高达$\sim10^{40}$ erg，足以为红外和X射线耀斑提供能量。我们发现，磁支持流内的运动基本上是次开普勒，在张力与推断的周期半径关系的三个重力耀斑。
2021-02-02 astro-ph.HE
General relativistic magnetohydrodynamical simulations of the jet in M87
黑洞、吸积盘和射电喷流之间的联系可以通过拟合模型来最好地约束，以观测附近的低光度星系核，特别是研究得很好的源Sgr~A* 和M87。利用吸积的超大质量黑洞耦合相对论等离子体喷流模拟活动星系核的中心引擎已经取得了相当大的进展。然而，一个单一的模型能适用于一系列的黑洞质量和吸积率吗？在这里，我们想比较最新的三维数值模型，最初是为银河系中心的Sgr A* 开发的，与M87中更强大、更大质量的黑洞的射电观测结果。我们使用相对论辐射转移和射线追踪来产生模型光谱和图像，对旋转黑洞周围的射流产生辐射低效吸积流的三维GRMHD模型进行后处理。作为这些模型的一个关键的新成分，我们允许在这些模拟中的质子-电子耦合取决于等离子体的磁性。我们发现M87的射电辐射可以用双温吸积流和热单温喷流的组合来描述。该模型符合M87射电核心的基本观测特征。最佳拟合模型的质量吸积速率Mdot约为9 × 10 ^{-3} MSUN/YR，总喷流功率P_j为\sim 10^{43} erg/s。1.3mm的发射是由靠近事件视界的反喷流产生的。它围绕着黑洞阴影的特征性新月形状可以通过未来的毫米波VLBI实验来解决。通过对质量和吸积率进行适当的标度，成功地导出了银河系中心超大质量黑洞的模型。这表明，该模型也可能适用于更大范围的低光度黑洞。
2016-04-29 astro-ph.HE
The internal Faraday screen of Sagittarius A*
本研究通过ALMA观测人马座A*的毫米波偏振数据，发现其法拉第屏主要为内部特性，约半数旋转发生在内部10引力半径内，且最内部吸积流变化性低于模拟预测。
2023-08-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Relationship Between Simulated Sub-Millimeter and Near-Infrared Images of Sagittarius A* from a Magnetically Arrested Black Hole Accretion Flow
该研究通过磁阻吸积流的双温3D GRMHD模拟，发现人马座A*近红外耀发后20-50分钟亚毫米波辐射区尺寸会增1.5-2倍，揭示了磁通量喷发引发的泡状结构是该现象的成因。
2024-04-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
