Relativistic sonic geometry for isothermal accretion in the Kerr metric
我们线性扰动平流等温跨音速吸积到旋转的天体物理黑洞研究相对论声学时空的出现，并调查如何显着的特点，这样的时空得到的影响的自旋角动量的黑洞。我们扰动了三个不同的量-速度势，质量吸积率和相对论伯努利常数，以表明这三种情况下获得的声学度量是相同的共形因子。通过构造所需的因果结构，证明了声学黑洞形成于流动的跨音速点，而声学白洞形成于激波位置。相应的声表面重力已被计算的相关的吸积变量和背景度规元素。对背景定常流进行了线性稳定性分析。
2018-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Hysteresis effects and diagnostics of the shock formation in low angular momentum axisymmetric accretion in the Kerr metric
研究了旋转黑洞周围纯广义相对论性低角动量吸积流的长期演化，发现吸积流具有滞后效应。这证实了在克尔度规中，定常激波是这种吸积盘的一个组成部分。描述吸积物质动力学流速空间梯度的方程等价于一阶自治动力系统。固定点分析保证了对于某些天体物理学相关的初始边界条件，这种流动必须是多跨音速的。与文献中已有的共识相反，证明了临界点和声学点一般不是同构的。具有多个临界点的流的同宿轨道选择了具有较高熵吸积率的临界点，证实了熵吸积率是系统中简并的消除剂。然而，在某些特殊情况下，也观察到异宿轨道，其中两个鞍型临界点的流配置具有相同的熵吸积率。拓扑异宿轨道是唯一允许的非可移动的退化解的吸积流与多个临界点，并被证明是结构不稳定。根据适当的初始边界条件，同宿轨道可以通过能量守恒的Rankine-Hugoniot型定常激波与标准的非同宿轨道相结合。本文提出了一个有效的李雅普诺夫指数，用以分析确定为什么某些跨音速流即使产生多个临界点也不能容纳激波解。（节录）
2009-06-24 astro-ph.HE
The Standing Accretion Shock Instability in the Disk around the Kerr Black Hole
本文是我们以前关于Schwarzschild黑洞吸积和所谓的静止吸积激波不稳定性（SASI）工作的继续，本文研究了Kerr黑洞的非轴对称扰动.通过二维广义相对论流体动力学模拟和线性分析，详细分析了激波演化的线性和非线性阶段。由于定常轴对称吸积流的结构对内部跨音速流动非常敏感，因此，对吸积流稳定性有重要影响的马赫数等性质对Kerr参数有很大的依赖性。虽然不稳定性的基本特征与史瓦西黑洞的结果没有区别，但克尔黑洞特有的标架拖曳效应也很明显。有趣的是，基本不稳定模式的振荡周期只依赖于激波半径，而与注入参数无关。
2009-01-26 astro-ph.HE
The Fate of Transonic Shocks around Black Holes and their Future Astrophysical Implications
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
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
Relativistic low angular momentum accretion in 3D
利用完全相对论性数值模拟方法研究了物质在Schwarzschild或Kerr黑洞上的低角动量吸积。我们的目标是把气体和黑洞的旋转以及磁场的存在都包括进来。我们比较的跨音速流的结构与非磁化流的一维伪牛顿半解析计算的结果。
2016-02-23 astro-ph.HE
Transonic behaviour and stability analysis of quasi-viscous black hole accretion
对黑洞吸积的分析研究通常假定定常跨音速位形的稳定性。在过去的几十年里，许多作者证明了这种假设对无粘流体动力流的有效性。无粘近似是一个合理的方法，低角动量平流占主导地位的流动连接到某些超大质量黑洞在星系（包括我们自己的）的中心，从一些恒星捐助者。然而，引入一个弱粘性，作为一个一阶线性修正涉及的粘度参数，有时可能会提供一个更详细的了解所观察到的黑洞光谱。对于上述轴对称流动的所有可能的几何构型的准粘性吸积，研究了定态解的跨音速行为。对于一个足够低的粘度参数的范围内，跨音速解决方案包含一个或三个临界点已被发现允许的范围内的天体物理参数下的后牛顿伪史瓦西计划。引入这样的粘度参数，唯一可行的临界点是鞍形和螺旋形的相反，在无粘性的情况下，中心型点，而不是螺旋形的形成。引入线性扰动的定常流的解决方案和它们的时间演化在驻波和径向传播波的形式进行了详细研究（完全解析）。我们的分析表明，在渐近极限下，在所有的大距离圆盘模型中都存在类似的长期不稳定性，然而，模型本身只在一定的长度尺度内是有效的，并且圆盘在该长度尺度内至少维持相当长的时间尺度.
2015-12-28 astro-ph.HE
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
Behaviour of relativistic black hole accretion sufficiently close to the horizon
这项工作介绍了一种新的形式主义，以调查的作用，在确定的行为的物质落入这样的吸积物的天体物理黑洞的自旋。在Kerr度规下，建立了描述广义相对论流体动力吸积流的方程，并给出了这些流方程的定态解。吸积物质可能会变成多跨音速，允许一个稳定的冲击波形成某些初始边界条件。这样的冲击决定了盘的几何形状，并能驱动强烈的外流。非常接近事件视界的物质的性质作为克尔参数的函数进行了研究，从而有可能探测到一个新的黑洞自旋的光谱特征。
2009-02-24 astro-ph.HE
Effect of spin on the dynamics of multi-component trans-relativistic accretion flows around Kerr black holes
本文研究了低角动量物质在伪牛顿Kerr势下向旋转黑洞的轴对称吸积，构建并求解了多组分相对论流的守恒方程，发现黑洞自旋和物质组分显著影响吸积流的多跨音速行为与驻激波形成。
2025-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Low angular momentum relativistic hot accretion flow around Kerr black holes with variable adiabatic index
研究了Kerr黑洞周围相对论性的、与时间无关的、低角动量的、无粘的平流吸积流。在考虑相对论性状态方程（REoS）的情况下，我们研究了跨音速流动的性质，发现物理上可接受的临界点（$r^{\rm max}_{\rm out}$）的位置存在一个上界。然而，当假设理想气体状态方程（IEoS）来描述流动时，不存在这样的限制。进一步，我们计算了包含激波的整体吸积解，并在角动量（$λ$）和能量（${\cal E}$）平面上分离了参数空间。我们发现充分的冲击参数空间之间的分歧REoS和IEoS，分别。一般来说，激波后流（相当于激波后电晕，以下简称PSC）的特征是激波位置（$r_s$）和压缩比（$R$，激波前缘上密度压缩的量度），它们是给定输入参数（即$({\cal E}, λ)$）的气流唯一确定的。利用$r_s$和$R$，我们根据经验计算了激波阵面的振荡频率（$ν_{QPO}$），该振荡频率在本质上是准周期的，并根据$ν_{QPO}$在$r_s-R$平面上对弱旋转和快速旋转黑洞周围的REoS的激波参数空间域进行了回溯.最后，我们指出目前的工作的相关性，以解释合理的起源高频QPO（HFQPO）和它的连接与自旋（$a_k$）的银河系黑洞源。
2019-01-14 astro-ph.HE
Studies of Thermally Unstable Accretion Disks around Black Holes with Adaptive Pseudospectral Domain Decomposition Method. II. Limit-Cycle Behavior in accretion disks around Kerr black holes
首次导出了Kerr度规下完全相对论性细长吸积盘的时间演化方程，并数值构造了详细的非定常模型.我们讨论这些一般结果的应用程序的热不稳定磁盘的可能的极限环行为。我们的方程和数值方法适用于广泛的一类可能的粘度处方，但在本文中，我们使用的扩散形式的“标准阿尔法处方”，假设粘性扭矩是成比例的总压力。在这种特殊的情况下，我们发现，控制极限环特性的参数是质量供应率和α粘度参数的值。虽然周期（或爆发）的持续时间并没有表现出任何明显的依赖于黑洞的自旋，最大的爆发光度（在爱丁顿单位）是正相关的自旋值。我们提出了一个简单的方法，根据最大光度和爆发周期持续时间的比值粗略估计黑洞的自旋。我们还讨论了Kerr黑洞吸积盘极限环的温度-光度关系。在此基础上讨论了微类星体GRS 1915+105的极限环行为。我们还将这项研究扩展到几个非标准的粘度处方，包括“延迟加热”处方最近刺激最近的MHD模拟的吸积盘。
2011-05-23 astro-ph.HE
Study of relativistic accretion flow in Kerr-Taub-NUT spacetime
研究了Kerr参数（$a_{\rm k}$）和NUT参数（$n$）表征的Kerr-Taub-NUT（KTN）时空中相对论性、定常、轴对称、低角动量、无粘、平流、几何薄吸积流的性质.根据$a_{\rm k}$和$n$的值，KTN时空代表黑奇点或裸奇点。通过求解描述KTN时空中相对论性吸积流的控制方程，得到了KTN黑洞周围所有可能的整体跨音速吸积解，这些解是由吸积流的能量$({\cal E})$和角动量$(λ)$给出的.我们确定了$λ-{\cal E}$平面上KTN黑洞流具有多个临界点的参数空间区域。我们研究了由于$a_{\rm k}$和$n$对参数空间的修改，发现$a_{\rm k}$和$n$在确定参数空间中的作用是相反的。这清楚地表明NUT参数$n$有效地减轻了黑洞旋转对吸积流结构的影响。此外，我们计算了最大盘光度（$L_{\rm max}$）对应的吸积解决方案周围的KTN黑洞和一组给定的$a_{\rm k}$和$n$。此外，我们还研究了裸奇点周围所有可能的流动拓扑，发现在裸奇点周围存在一个流动无法到达的区域。我们研究了裸奇点的临界点性质，发现流最多有四个临界点。最后，我们得到了裸奇点多个临界点的参数空间，发现随着$a_{\rm k}$的增大，参数空间收缩并向低$λ$和高${\cal E}$侧移动，最终消失.
2020-06-16 astro-ph.HE
Shocks in relativistic viscous accretion flows around Kerr black holes
研究了Kerr黑洞周围的相对论粘性吸积流。本文给出了在完全广义相对论中描述定常流运动的控制方程，并在1.5维中求解，得到了以流的比能（${\cal E}$）、比角动量（${\cal L}$）和粘性（$α$）为参数的跨音速整体解。我们得到了一种新的吸积解，这是以前没有报道过的。此外，我们表明，第一次尽我们所知，粘性吸积的解决方案可能包含冲击波，特别是当流量同时通过两个内临界点（$r_{\rm in}$）和外临界点（$r_{\rm out}$）进入克尔黑洞之前。我们检查了冲击特性，即冲击位置（$r_s$）和压缩比（$R$，冲击前沿密度压缩的度量），并表明冲击可以在${\cal L}-{\cal E}$平面中的参数空间的大区域内形成。我们研究了粘性耗散对激波参数空间的影响，发现参数空间随着$α$的增大而缩小。我们还计算了临界粘性参数（$α^{\rm cri}$），超过该参数，驻激波解消失，并研究了黑洞自旋（$a_k$）和$α^{\rm cri}$之间的相关性。最后，我们的工作的相关性被赋予的地方，使用$r_s$和$R$，我们凭经验估计的振荡频率的冲击波阵面（$ν_{QPO}$）时，它表现出准周期（QP）的变化。所得到的结果表明，目前的形式主义似乎是潜在的可行的占QPO频率的范围从毫赫兹到千赫作为$0.386~{\rm Hz}\le ν_{QPO} \left(\frac{10M_\odo…
2019-07-10 astro-ph.HE
The role of flow geometry in influencing the stability criteria for low angular momentum axisymmetric black hole accretion
利用从动力系统理论中借用的数学形式，对低角动量轴对称黑洞吸积的定常流位形的临界行为进行了完整的分析研究，提供了有关定常状态下跨音速吸积相轨线性质的有价值的见解，而不求助于文献中通常进行的显式数值解来研究多跨音速黑洞吸积盘和相关的天体物理现象。研究了非旋转黑洞在不同赝Schwarzschild势作用下的吸积流，得到了不同几何构型的吸积流结构。结果表明，描述多临界吸积流的参数空间划分的总体轮廓对于不同的几何构型是大致等价的。然而，仅仅变化的多变指数的流不能映射一个临界解从一个流的几何形状到另一个，因为负责产生多临界吸积的参数空间的数值域不经历连续变换在多维参数空间。用于证明上述发现的定常位形在各种流动几何、黑洞势和用于获得临界跨音速解的相应状态方程的线性扰动下是稳定的。最后，结构的声学度量对应的线性扰动研究的传播进行了讨论，用于各种流动的几何形状。
2010-10-27 astro-ph.HE
Effect of matter geometry on low angular momentum black hole accretion in the Kerr metric
这项工作说明了如何形成的能量守恒冲击多方吸积和保温冲击等温吸积的各种几何配置的广义相对论，轴对称，低角动量流的克尔度规的影响。吸积流体的相关的冲击前和冲击后的状态，动力学和热力学，进行了全面的研究。在目前的情况下，没有考虑度规上的自引力反作用。一个优雅的特征值为基础的分析方法已被引入到提供定性的描述相轨道对应的静态跨音速吸积的解决方案，而不诉诸涉及的数值方案。已经作出努力，以了解如何弱旋转流的行为在事件视界附近，以及如何这种“准终端”的数量是由不同的物质几何形状的黑洞自旋的影响。因此，我们的主要目的是从数学上证明，对于非自引力吸积，除了相应的时空几何形状，单独的物质几何形状，控制各种冲击引起的现象内观察到的黑洞吸积盘。这项工作有望揭示在视界附近观察到的这种现象如何取决于在其中心窝藏超大质量黑洞的源的物理环境。它还有望揭示吸积相关参数对流动几何和黑洞自旋的依赖性之间的对应关系。等温吸积中的保温激波可能看起来很亮，因为大量的下落物质的静止质量能量在激波表面消散，并且迅速移除这些能量以保持等温性可能会为我们银河系中心发出的X射线/红外耀斑提供动力。
2018-11-15 astro-ph.HE
Properties of accretion flow in deformed Kerr spacetime
在广义相对论的框架下，研究了变形克尔时空中低角动量、无粘、平流吸积流的性质。我们解决的控制方程描述的输入参数，即能量（$E$），角动量（$λ$），自旋（$a_{\rm k}$）和变形参数（$\varepsilon$），分别流动运动。我们发现，整体跨音速吸积解继续存在于非克尔时空。依赖于输入参数，吸积流被视为经历冲击过渡，我们发现，冲击诱导吸积解可用于$λ-E$平面内的参数空间的范围很广。我们研究了用$\varepsilon$对激波参数空间的修正，发现随着$\varepsilon$的增大，参数空间的有效区域减小，并逐渐向高$λ$域和低$E$域移动。此外，我们在文献中首次发现，当时空形变很大时，角动量为零的吸积流存在激波跃迁。有趣的是，超过了$\varepsilon^{\rm max}$的临界极限，中心对象的性质从黑洞（BH）裸奇点（NS），我们确定$\varepsilon^{\rm max}$作为$a_{\rm k}$的功能。此外，我们还研究了裸奇点周围的吸积解及其性质。最后，我们指出目前的形式主义的背景下，天体物理学应用的影响。
2022-10-17 astro-ph.HE gr-qc
Effects of adiabatic index on the sonic surface and time variability of low angular momentum accretion flows
研究了绝热指数在确定跨音速低角动量吸积流到黑洞的临界点中的作用。本文用广义相对论二维流体力学方法模拟了固定Kerr黑洞引力场中的轴对称无粘吸积流。相对论性流体的体积速度与光速相当，在非常接近视界的吸积盘中流动，可以用绝热指数4/3 < γ < 5/3来描述。在观测到的微类星体的上下文中，讨论了激波位置随时间的演化，以及随着绝热指数的变化，激波位置对质量吸积速率和振荡频率的影响。
2019-05-06 astro-ph.HE
Accretion induced black hole spin up revised by numerical GR MHD simulations
我们通过数值模拟研究了吸积引起的黑洞的自旋上升。我们的方法是基于广义相对论磁流体动力学的缓慢旋转的流动在克尔度规，可能跨音速激波阵面可能形成。我们考虑了在吸积过程中黑洞质量和自旋的变化，这使得时空度规发生动力学演化。我们首先研究了非磁化的激波流动，同时考虑了气体中的磁场。这项研究的目的是验证高质量的黑洞是否可能产生大的自旋，即使在出生时，黑洞可能包含缓慢或适度旋转的核心。通过这种方式，我们对坍缩的大质量恒星的角动量的内容进行了限制。我们的研究还表明，激波前沿和磁场可能会阻止吸积，并限制爆炸超新星中的黑洞自旋。
2021-04-01 astro-ph.HE
Limitations of Pseudo-Newtonian approach in studying the accretion flow around Kerr black hole
研究了一般稳态轴对称时空中的相对论吸积流，得到了一个精确模拟具有自旋$0\le a_k <1$的Kerr黑洞广义相对论特征的有效势（$Φ^{\rm eff}$）.考虑旋转黑洞赤道面上的吸积盘，利用相对论状态方程，研究了相对论吸积流的性质，并与半相对论和非相对论吸积流的性质进行了比较.为此，我们首先研究了旋转黑洞周围吸积流的跨音速性质，在相对论和半相对论流中观察到了很好的一致性。此外，我们还研究了吸积流中的非线性现象，如激波。在这里，我们还发现，激波的性质是一致的相对论和半相对论的流量无关的黑洞自旋（$a_k$），虽然它偏离显着的非相对论性流。事实上，当对具有相同外边界条件的流动进行比较时，相对论和半相对论流动中激波转捩的位置与$0 \le a_k \le 0.99$的$6-12\%$偏差一致，但在非相对论流动中观察到很大的差异。此外，我们比较的参数空间的冲击建立的事实，即相对论以及半相对论吸积流动力学没有表现出密切的协议，无论$a_k$值，而非相对论流未能做到这一点。在此基础上，我们指出含$Φ^{\rm eff}$的半相对论流可以满意地模拟Kerr黑洞周围的相对论吸积流。最后，我们讨论了这项工作的背景下，耗散对流吸积流克尔黑洞周围的可能影响。
2018-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic slim disks with vertical structure
我们报告一个计划，将垂直辐射能量输运到一个完全相对论，克尔度规模型的光学厚，平流，跨音速α磁盘。我们的程序耦合了吸积盘的径向和垂向方程。在扩散近似中计算通量，并且在混合长度近似中包括对流。我们提出了这个“二维”薄盘模型的α =0.01的详细结构。然后，我们计算出的出射光谱集成在磁盘表面。这些模型的表面密度、径向速度和光球高度的值与先前考虑的多变的高度平均的细长盘模型中获得的值相差20%-30%。然而，这两种类型的模型的发射曲线和所得光谱是非常相似的。细长盘的有效光学深度变得低于单位的α参数的高值和高吸积率。
2011-01-12 astro-ph.HE
Carter-Penrose diagrams for emergent spacetime in axisymmetrically accreting black hole systems
对于一般相对论性、无粘、轴对称的Kerr黑洞绕流，可以选择不同的绕流厚度。用动力系统方法求解定常流方程，可以得到黑洞中的跨音速吸积流，即黑洞中的吸积流随着径向距离的减小从亚音速变为超音速，或从亚音速变为超音速。该跨音速流动是通过选择通过相图临界点的特定流动来获得的。对于一定的流动厚度，如保持锥形的流动厚度，音速点与临界点重合。但也有某些流动保持流体静力平衡，如Novikov-Thorne描述的流动，其中音速点与临界点不相同。我们对这两种流进行了扰动，并研究了线性扰动的行为，这种线性扰动的行为类似于弯曲时空（称为模拟时空）中的无质量标量场。我们对这两种模拟度规都画出了紧化的因果结构，即彭罗斯-卡特图，并证明了在这两种情况下，临界点都是声学视界，而在声波点与临界点不重合的情况下，声波点就不是声学视界，正如人们可以从声速的定义中所期望的那样。
2022-05-22 astro-ph.HE gr-qc
Shear tensor and dynamics of relativistic accretion disks around rotating black holes
本文求解了Kerr黑洞周围光学薄的稳态吸积盘的流体动力学方程。在这里，使用完全广义相对论方程。本文用一种新的方法计算了LNRF（Locally Non-Rotating Frame）、BLF（Boyer-Lindquist Frame）和FRF（Fluid Rest Frame）中的剪切张量。我们表明，在FRF的剪切张量的两个组件是非零的（在以前的作品只有一个非零组件被假定）。我们可以在通常的跨音速解和通常的因果粘性中使用这些张量，但是我们通过一些简化来解析地导出解。然后计算出LNRF、BLF和FRF等所有坐标系下的四种速度和密度。
2012-07-27 astro-ph.GA 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
Newtonian analogue of corresponding spacetime dynamics of rotating black holes: Implication on black hole accretion
基于测试粒子的守恒哈密顿量，我们在“测试粒子运动的低能极限”下建立了克尔时空的牛顿模拟，原则上，它可以全面地用于描述克尔时空的广义相对论（GR）特征，但是，对于高自旋，精度较低。导出的势，它有一个明确的速度依赖性，包含了整个相对论性的功能，相应的时空，包括帧拖动效果，不像其他流行的伪牛顿势（PNP）的克尔度规，这种效果要么是完全失踪或引入一个特设的方式。具有这种势的粒子动力学精确地再现了在快速共转黑洞附近作圆形轨道运动的粒子的GR结果，其能量偏差最大为~ 10%。GR周转频率也很好地再现了潜力，虽然有一个相对较高的百分比的偏差。对于反向旋转的情况下，所获得的潜在复制GR结果与精确的精度。克尔-牛顿势也近似于边缘稳定和边缘束缚的圆形轨道的半径，对于a < 0.7具有合理的精度。重要的是，推导出的势可以模拟实验测试的GR效应，如近日点推进和弯曲的光具有合理的精度。因此，制定的克尔-牛顿势可以是有用的，以研究复杂的吸积等离子体动力学及其影响周围的旋转黑洞的牛顿框架，避免GR气体动力学方程。
2014-10-29 astro-ph.HE
Influence of flow thickness on general relativistic low angular momentum accretion around spinning black holes
克尔黑洞周围的低角动量吸积的广义相对论性轴对称流可以具有一定的几何构型，其中该流沿着垂直方向（与流的赤道平面正交的方向）保持流体静力平衡。这种吸积模型的流动厚度成为从黑洞视界测量的局部径向距离的函数。在文献中定义了三种类似于这种结构的流动厚度的函数。我们用经典热力学中的多方状态方程和等温状态方程来描述天体物理吸积的稳态方程。在这种几何构型的框架下，我们对三种不同的厚度函数求解方程组，得到了多跨音速、激波、定常积分吸积解。这样的解使我们能够研究流的厚度如何影响激波后流的性质对黑洞自旋角动量的依赖性，即，Kerr参数对于保温的激波，我们发现，后冲击盘的一部分可以成为发光的和相当数量的引力能量所携带的吸积流体可以得到释放的冲击。我们发现哪种厚度函数会产生最大的释放能量，使圆盘最发光。
2020-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Properties of two-temperature magnetized advective accretion flow around rotating black hole
研究了Kerr黑洞周围的双温磁化平流吸积流。在吸积过程中，由于粘性耗散，离子被加热，当库仑耦合变得有效时，它们将一部分能量转移给电子。相反，电子由于各种辐射冷却过程而损失能量，即分别为轫致辐射、同步加速器和康普顿化过程。为了解释磁盘内部的磁贡献，我们考虑了环形磁场，假设该磁场比其他分量占主导地位。此外，我们采用相对论状态方程来描述流动的热特性。在此基础上，我们计算了旋转黑洞的整体跨音速吸积解。我们发现在满足驻激波条件的情况下，含有多个临界点的吸积解中可能存在激波。此外，我们还研究了激波的性质，如激波的位置（$x_s$）和压缩比（$R$）描绘了冲击后的日冕并发现PSC的动力学受流动参数的控制，如增长率（${\dot m}$）和磁场（$β$，定义为气体压力与磁压力之比）等。最后，计算了含PSC的吸积流的发射谱，指出${\dot m}$和$β$在解释黑洞X射线双星的谱态跃迁中起着关键作用。
2020-06-11 astro-ph.HE
Chaotic dynamics of off-equatorial orbits around pseudo-Newtonian compact objects with dipolar halos
本文利用广义伪牛顿势研究偶极晕致密天体周围倾斜轨道的混沌动力学，发现混沌程度随倾角增大而增强（存在阈值），随Kerr参数增大而减弱，并揭示了阈值与系统混沌性的关联。
2023-12-29 astro-ph.HE gr-qc nlin.CD
Axion induced angular momentum reversal in Kerr-like black holes
我们考虑一个耦合到Chern-Simons引力反常项的赝标类轴子场。轴子场在旋转的克尔黑洞背景上发生反作用，导致时空的改变。在试图确定潜在的可观察到的签名，我们研究的系统的角动量的修改克尔类黑洞和轴向物质的视界外的黑洞。随着轴子场与陈-西蒙斯项耦合的强度增加，系统的总角动量保持不变的要求迫使黑洞角动量减小。这种耦合存在一个临界值，超过这个临界值，黑洞开始向相反的方向旋转，其角动量的大小不断增加。我们解释这种效果的结果之间的交换的能量的轴子物质和引力异常，这是由旋转的黑洞的来源。
2022-06-23 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Pseudo-Newtonian equations for evolution of particles and fluids in stationary space-times
伪牛顿势是理论天体物理学中经常使用的一种工具，用于在牛顿框架中捕获黑洞时空的一些关键特征。因此，人们可以使用牛顿的数值代码，以及一般的牛顿形式，有效地描述重要的天体物理过程，如吸积到黑洞上。在本文中，我们开发了一个一般的伪牛顿形式主义，涉及到粒子，光和流体在静止时空的运动。作为回报，我们能够评估的适用性的伪牛顿计划。最简单和最优雅的公式是在没有引力磁效应的时空中得到的，比如史瓦西时空而不是克尔时空;对于低结合能的运动，定量误差最小。包括一个现成的使用一套流体方程在史瓦西时空在笛卡尔和径向坐标。
2017-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Accretion onto deformed black holes via pseudo-Newtonian potentials
Johannsen-Psaltis时空描述了一个旋转的黑洞，其参数偏离克尔度规。这种时空的构造显然违反了无毛定理。在任何修正的引力理论中，旋转的黑洞解都可以用约翰森-普萨尔蒂斯度规来表示。我们研究了气体吸积到一个黑洞所描述的静态限制，这个时空。我们采用了一个潜在的，概括的Paczynski-Wiita潜在的静态Johannsen-Psaltis度量。我们的分析利用了最近的伪牛顿制定的动力学周围的任意静态，球对称时空。我们发现，正（负）值的标量头发参数，$ε_{3}$增加（减少）的吸积率。这个框架可以扩展到包括各种天体物理现象，如辐射过程，粘性耗散和磁场。
2019-04-23 astro-ph.HE gr-qc
Ideal E/IMRI vs Real E/IMRI system : Observable signature in LISA
本研究针对含大质量吸积盘的真实E/IMRI系统，采用Kerr背景半相对论形式分析吸积盘流体阻力对引力波的影响，发现LISA可在数月至数年内探测到3 GPc内相关系统的信号，助力验证吸积物理范式。
2023-07-22 astro-ph.HE
Teukolsky by Design: A Hybrid Spectral-PINN solver for Kerr Quasinormal Modes
本文提出了一种混合谱PINN求解器，用于高精度求解Kerr quasi-normal模，通过Teukolsky方程的分离和联合形式实现高精度计算。
2025-11-19 astro-ph.HE gr-qc
Influence of the black hole spin on the chaotic particle dynamics within a dipolar halo
我们研究了天体物理黑洞的自旋角动量在控制后牛顿伪克尔黑洞势的影响下运动的测试粒子的特殊相对论混沌动力学中的作用，以及由不对称放置的（偶极）晕产生的微扰势。提出了一个类李雅普诺夫指数作为衡量系统混沌程度的有效尺度，发现黑洞自旋与上述动力学的混沌程度反相关.我们的研究结果已经解释了应用动力系统分析的一般原则。
2016-01-09 astro-ph.HE
Accretion-ejection in rotating black holes: a model for `outliers' track of radio-X-ray correlation in X-ray binaries
我们研究了旋转黑洞周围的整体吸积-抛射解，考虑了三种被广泛接受的伪Kerr势，它们令人满意地模拟了旋转黑洞的时空几何.我们发现，所有的赝势提供了大范围的流动参数的驻激波解。我们确定了内临界点（$x_{\text{in}}$）处测量的能量（$\mathcal{E}_{\text{in}}$）和角动量（$λ_{\text{in}}$）所跨越的激波参数空间的有效区域，发现当粘性参数（$α$）增大时，激波形成的可能性变小。此外，我们发现，激波参数空间也依赖于绝热指数（$γ$）的流动和激波的形成继续发生广泛的$γ$作为$1.5 \le γ\le 4/3$。对于所有的赝势，我们计算了临界粘度参数（$α_{\text{shock}}^{\text{cri}}$），超过该参数，驻波不再存在，并将它们作为黑洞自旋（$a_k$）的函数进行比较。我们观察到，所有的赝势都是定性相似的，只要站在冲击而言，然而，他们从定性和定量的快速旋转的黑洞彼此不同。此外，我们计算的质量损失从光盘使用所有三个赝势，并发现最大质量流出率（$R^{\rm max}_{\dot m}$）弱依赖于黑洞的自旋。为了验证我们的模型，我们计算了最大喷流动力学功率的吸积-喷射形式主义，并比较它与低硬态的黑洞X射线双星（以下简称XRB）的射电喷流功率。我们的研究结果表明，XRB沿“离群值”轨道可能会迅速旋转。
2019-01-29 astro-ph.HE
Properties of Two-Temperature Dissipative Accretion Flow Around Black Holes
采用伪牛顿势来模拟广义相对论的作用，研究了存在各种耗散过程时非旋转黑洞周围双温吸积流的性质.通过作用于电子的辐射过程，流遇到能量损失，同时，由于对离子有效的粘性加热，流变热。我们假设流暴露在随机磁场中，导致电子的同步辐射，并且这些辐射通过康普顿散射进一步加强。我们得到了用耗散参数即粘性（$α$）和吸积率（${\dot m}$）表示的双温整体吸积解，并在文献中首次发现这样的解可能包含驻激波.这类解在穿越黑洞视界之前同时通过内临界点（$x_{\rm in}$）和外临界点（$x_{\rm out}$），因此具有多跨音速性质。我们计算了激波诱导整体吸积解的性质。我们进一步证明了双温激波吸积流不是离散解，而是在很宽的流动参数范围内存在离散解。我们确定的有效域的参数空间为驻波和观察参数空间收缩的耗散增加。由于激波压缩效应使激波后区域更热，它自然地发射出硬X射线，因此，双温激波吸积解有可能解释黑洞源的光谱性质.
2017-12-15 astro-ph.HE
Black hole superradiance and polarization-dependent bending of light
非均匀赝标量场组态的行为类似于光学活性介质。因此，如果光线穿过克尔黑洞周围的轴子云，它可能会经历偏振相关的弯曲。我们探讨了这种效应的大小和相关性，同时考虑QCD轴子和一般的类轴子粒子。
2018-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravity as emergent phenomena for spherically symmetric black hole accretion of multi-component flow with relativistic equation of state
本研究针对非旋转黑洞球对称多组分相对论吸积流，构建定常跨声速吸积解并开展线性扰动稳定性分析，发现吸积流中会涌现类黑洞声度规与声学视界，并探究了类比表面引力随吸积参数的变化规律。
2025-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Black-hole spectroscopy: quasinormal modes, ringdown stability and the pseudospectrum
本文综述黑洞光谱学，聚焦准正则模探测、谱不稳定性及伪谱新工具，指出模态普遍存在谱不稳定，影响当前与未来引力波探测器的环阻尼观测。
2024-07-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Conformally curved initial data for charged, spinning black hole binaries on arbitrary orbits
提出了一种构造任意轨道上自旋带电黑洞双星共形弯曲初始数据的方法。我们推广了叠加的Kerr-Schild，扩展的共形薄夹层结构[Lovelace et al.，Phys. Rev. D {78}，084017（2008）]，以使用叠加黑洞的Kerr-Newman度量并求解电磁约束方程。我们在伪谱代码SGRID中实现了该构造。因此，与使用穿刺方法构建的现有带电黑洞初始数据相比，该代码提供了一种互补且完全独立的基于切除的构造[Bozzola and Paschaldom，Phys. Rev. D {99}，104044（2019）]。它还提供了Lovelace等人的真空构造的独立实现（有一些小的变化）。我们为不同构型的轨道双星构造初始数据，例如，对于高度带电或快速旋转的黑洞（对于这个初始测试，分别为极值的90%和80%，尽管代码应该能够使用更高的分辨率产生具有这些参数的更高值的数据），以及对于一般旋转的带电黑洞。我们进行了探索性的演化与有限差分，移动穿刺代码BAM（在真空的情况下）和HAD（头上的碰撞，包括收费），填充内切除表面。在带电的情况下，这些初始数据的演变提供了一个代理的二元黑洞波形在修改后的引力理论。此外，将这种结构推广到爱因斯坦-麦克斯韦-爱因斯坦理论应该是简单的。
2022-02-24 astro-ph.HE gr-qc
A simplified approach for reproducing fully relativistic spectra in X-ray binary systems: Application to Cygnus X-1
本文提出仅移动吸积盘内半径并结合伪牛顿势与kerrbb辐射效率的简化方法，以再现含黑洞自旋的完全相对论X射线光谱，并成功拟合天鹅座X-1。
2025-01-06 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic viscous accretion flow around Konoplya-Zhidenko black hole
本研究针对Konoplya-Zhidenko黑洞，自洽求解广义相对论黏滞吸积流动力学方程，得到多类跨声速吸积解与激波解，分析形变参数等对激波特性、能谱及可观测量的影响，验证该黑洞与高频准周期振荡观测的一致性。
2024-10-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
