Blandford-Znajek process as Alfvénic superradiance
讨论了无力磁层中Alfvén波的超辐射散射，揭示了Blandford-Znajek（BZ）过程与超辐射的关系.为了简单起见，我们考虑一个四维旋转黑弦时空，其中每个$z=\text{const}$切片都是一个Bañados-Teitelboim-Zanelli解，作为克尔时空赤道面的类比。然后，它被证实，Alfvénic超辐射的条件符合的BZ过程，和波放大可以是非常大的，由于共振散射的波频率和磁场线的角速度的某些参数集。此外，通过对坡印亭通量的分析，我们首次证明了BZ过程可以解释为Alfvénic超辐射的长波长极限。
2020-01-05 astro-ph.HE gr-qc
Fourth-order split monopole perturbation solutions to the Blandford-Znajek mechanism
Blandford-Znajek（BZ）机制描述了一个从旋转黑洞（BH）中提取能量的物理过程，BH被认为是活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）等多种天体物理源的能量来源。BZ机制的唯一已知解析解是直到$O(a^2)$的分裂微扰解，其中$a$是Kerr黑洞的自旋参数。本文将该解推广到高阶$\sim O(a^4)$。我们仔细研究了BH磁层的结构，包括磁力线的角速度$Ω$，环向磁场$B^ϕ$以及极向电流$I$。此外，还研究了相应的能量提取率$\dot E$和这种高阶微扰解的稳定性。
2015-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Consistent Blandford-Znajek Expansion
Blandford-Znajek机制是通过在穿过视界的磁场线上流动的等离子体电流从旋转的黑洞中连续提取能量。在发现论文中，Blandford和Znajek通过求解在小黑洞自旋下有效的微扰膨胀中的无力电动力学方程来证明该机制。试图将这种扰动分析扩展到高阶时遇到了不一致的地方，我们使用匹配渐近展开的方法克服了这个问题，注意解决问题中的所有奇异曲面（光曲面）。工作与dielectric场配置，我们明确地显示如何解决在这个框架中的不一致性，并计算的字段配置比以前已知的高一个顺序。然而，在该顺序下不存在对能量提取率的校正。这些结果证实了小自旋分裂态的基本一致性，为进一步微扰研究Blandford-Znajek机制奠定了基础。
2020-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The essence of the Blandford-Znajek process
从时空的角度来看，无力电磁场的磁场线的动力学可以重写为弦的动力学的非常类似的形式，即，动态的“现场表”。使用这种形式主义，我们明确地表明，固定和轴对称无力电磁场的场片具有相同的固有性质的刚性旋转Nambu-Goto弦的世界片。因此，我们得出结论，布兰德福德Znajek过程是运动学上相同的能量提取机制，由南武后藤字符串与有效的磁张力。
2018-03-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Blandford-Znajek mechanism in the general stationary axially-symmetric black-hole spacetime
本文研究了一般轴对称渐近平坦缓转黑洞电磁能量提取的Blandford-Znajek过程。利用黑洞时空的一般参数化，我们构造了磁场的通量和能量提取率的公式，这些公式不仅对克尔时空有效，而且对它的任意轴对称变形也有效。我们表明，在主导秩序，这些数量只依赖于一个单一的变形参数，它涉及的自旋频率的黑洞与它的旋转参数。
2021-12-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The role of the ergosphere in the Blandford-Znajek process
Blandford-Znajek过程是最有希望为黑洞的相对论喷流提供动力的模型之一，最初是作为一种机制引入的，其中磁场从旋转的黑洞中提取能量。我们研究具有能层的规则时空上无力电磁场的演化，这些电磁场是由快速旋转的恒星产生的。我们的结论性结果证实了以前的工作，声称Blandford-Znajek机制是没有直接关系的黑洞的视界。我们还表明，辐射的能量指数依赖于紧凑的恒星。
2012-03-19 gr-qc
Unified understanding of Alfvénic superradiance and the Blandford-Znajek process in a force-free black hole magnetosphere
本研究统一描述了克尔黑洞无力磁层中阿尔芬超辐射与Blandford-Znajek过程的能量提取机制，揭示了BZ过程为长波长极限，为高能天体物理现象提供新视角。
2025-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Backreaction of Mass and Angular Momentum Accretion on Black Holes: General Formulation of the Metric Perturbations and Application to the Blandford-Znajek Process
研究了黑洞上质量和角动量吸积的度规反反应。我们首先在Eddington-Finkelstein坐标系中发展了Schwarzschild黑洞周围的双极和偶极线性引力扰动的形式。导出了黑洞的质量和角动量随时间的变化与吸积物质的能量动量张量之间的关系。作为一个具体的例子，我们应用我们的形式主义的Blandford-Znajek过程周围的缓慢旋转的黑洞。我们发现，时间依赖性的双极微扰和偶极微扰可以解释为缓慢旋转的克尔度规与时间相关的质量和自旋参数，这是确定从能量和角动量提取率的Blandford-Znajek过程。我们还表明，当把含时质量参数看作黑洞的能量时，Komar角动量和视视界面积分别随时间减小和增大，而这与黑洞力学中能量提取的Blandford-Znajek论证是一致的.
2021-07-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Enhanced Blandford Znajek Jet in Loop Quantum Black Hole
本文通过二维与三维双温度GRMHD模拟研究旋转Loop量子黑洞的磁化吸积，发现量子效应增强参考系拖曳与环向磁场，从而提升BZ喷流功率，并使GRRT喷流图像更宽、更延展。
2024-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Blandford-Znajek Process in Quadratic Gravity
Blandford-Znajek过程使用磁化等离子体从旋转的黑洞中提取能量，是为相对论喷流提供动力的主要候选者之一。本文研究了标量Gauss-Bonnet引力理论和动力学Chern-Simons引力理论中的Blandford-Znajek过程。我们解析地解决了一个分裂的磁层的小耦合近似和第二相对顺序的慢旋转近似的第一顺序。与广义相对论相比，在标量高斯-博内引力中，在固定自旋和磁通量下提取的功率增加，而在动力学陈-西蒙斯引力中提取的功率减少。我们发现在慢转动近似下，自旋与理论的耦合常数之间在首阶存在简并，在高阶时这种简并被打破。
2022-01-21 gr-qc
Blandford-Znajek process in vacuo and its holographic dual
Blandford和Znajek发现了一个过程，通过这个过程，旋转的黑洞可以将旋转能量传递给等离子体，为类星体的能量和喷流发射提供了一种机制。在这里，我们描述了一个版本的这种机制，运作只有真空电磁场以外的黑洞。在天体物理学上并不现实的背景中，要么是一个圆柱形的黑洞，要么是一个生活在2+1时空维度中的黑洞，并且对于广泛的一类度量，场以简单的封闭形式给出。对于2+1维的渐近Anti-de Sitter黑洞，这种机制的全息对偶是角动量和能量通过电阻耦合从包含电场的旋转热态转移到比热态旋转更慢的外部电荷密度。特别地，由于焦耳加热导致的热态的熵增加与黑洞的贝肯斯坦-霍金熵增加相匹配。
2019-05-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Universality of the Blandford-Znajek emission in stationary and axisymmetric spacetimes
Institut für Theoretische Physik（理论物理研究所）；School of Mathematics, Trinity College（三一学院数学学院）；CERN, Theoretical Physics Department（欧洲核子研究中心理论物理部）
研究揭示了布兰登福德-赞杰克机制在不同黑洞时空中的普遍性，指出最低阶贡献不变，但更高阶次会因黑洞特性而异。
2026-07-15 astro-ph.HE gr-qc hep-th
On the mechanism of black hole energy reduction in the Blandford-Znajek process
本文采用视界奇异坐标系重审理想MHD下的Blandford-Znajek过程，提出黑洞能量减少源于磁主导入流前沿产生的负电磁能，并分析坡印廷通量与电流回路。
2025-02-17 astro-ph.HE gr-qc
Blandford-Znajek Process in Einsteinian Cubic Gravity
本文在爱因斯坦立方引力中构建慢速旋转黑洞并解析计算 Blandford-Znajek 功率，发现耦合常数在自旋二阶相对阶引入修正，表明可通过快速旋转黑洞的 BZ 功率区分广义相对论与高阶导数引力。
2023-05-28 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Causal production of the electromagnetic energy flux and role of the negative energies in Blandford-Znajek process
Blandford-Znajek过程是一种从旋转黑洞（BH）中提取稳定电磁能量的过程，它被广泛认为是驱动活动星系核、伽马射线暴和银河系微类星体中相对论喷流的重要机制，但关于Poynting流是如何产生的以及BH的旋转能量是如何减少的还存在争议。我们一般性地讨论了克尔BH磁层填充的无碰撞等离子体屏蔽沿磁场的电场，扩展的参数Komissarov和我们以前的文件，并提出了一个新的图片解决的问题。对于穿过能层赤道平面的磁场线，我们发现在该平面附近产生了在坐标基上测量的负能量粒子的流入，作为坡印廷通量产生的反馈，这似乎是一个类似于机械彭罗斯过程的过程。对于穿过事件视界的场线，我们首先表明负电磁能稳定流入的概念在物理上并不重要，部分原因是电磁能量密度的符号取决于坐标。然后在Boyer-Lindquist和Kerr-Schild坐标系下建立了一个含时过程的解析玩具模型，其中无力等离子体连续注入填充真空，并指出等离子体和真空之间的边界上的位移电流和交叉场电流是构成稳定向外坡印亭通量结构的原因.在稳态下，坡印廷通量在没有任何电磁源的情况下保持不变。
2016-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Electromotive Force in the Blandford-Znajek Process
在活动星系核、星系微类星体和伽马射线暴中，驱动相对论喷流的一种被广泛认为的机制是电磁提取中心黑洞的旋转能量，即，Blandford-Znajek过程，尽管这个过程中电动势的起源仍在争论中。我们将这一过程看作是Kerr黑洞磁层中的稳态单极感应，磁层中充满了无碰撞等离子体，该等离子体沿着磁场（B场）屏蔽电场（D场），D点B = 0。我们扩展了科米萨罗夫提出的公式和论点，并普遍表明，电动势的起源归因于能层。它明确表明，开放的磁场线穿过的能层有一个区域，在那里的D场比B场强的能层，它保持驱动极向电流，并产生电动势和向外坡印亭通量。推导了能层中穿过赤道面的磁场线Ω_F的所谓角速度的可能值范围。我们简要地讨论了我们的结论与理想磁流体力学条件之间的关系。
2014-05-29 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
A Class of Exact Solution to the Blandford-Znajek Process
我们分析的约束方程给出允许的解决方案，描述磁场和电流在无力磁层周围的旋转黑洞。利用物理允许的解决方案的能量和角动量通量的发散特性，我们得出结论，极向表面是独立的径向坐标为大值的$r$。利用这一事实和Znajek正则性条件，我们明确地导出了$r$独立极向面的约束方程所允许的所有可能的精确解，这些解是以电磁角速度函数$Ω= 1/a\sin^2θ$给出的，其中$a$是黑洞每单位质量的角动量。
2005-11-22 astro-ph gr-qc
Causal extraction of black hole rotational energy by various kinds of electromagnetic fields
最近的广义相对论MHD模拟表明，来自活动星系核（AGN）的相对论喷流是由中心黑洞的旋转能量驱动的。人们提出了一些提取黑洞转动能的机制，如彭罗斯过程、布兰德福德-兹纳杰克机制、磁流体彭罗斯过程和超辐射机制。Blandford-Znajek机制是活动星系核相对论喷流最有希望的动力机制。然而，这种因果机制的直观解释还不清楚，而彭罗斯过程对负能量黑洞的因果能量提取有明确的解释。本文提出了一个建立物理直观的公式，使得在Blandford-Znajek机制以及其他电磁过程中，负电磁能在因果地提取黑洞的转动能方面起着重要的作用。
2014-07-26 astro-ph.HE gr-qc
Blandford-Znajek jets in MOdified Gravity
本文在 MOG 中构建 Kerr-MOG 功率发射磁层并推导静态 MOG 黑洞真空磁场解析解，以利用黑洞喷流观测高精度检验广义相对论。
2024-01-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Effects of tidal charge on Blandford-Znajek process around braneworld black holes
Hunan Normal University（湖南师范大学）；Yangzhou University（扬州大学）
研究探讨了潮汐电荷对分支世界黑洞周围Blandford-Znajek过程能量和角动量提取速率的影响，发现正潮汐电荷降低能量提取功率，而负潮汐电荷提高功率，与相同质量和角速度的Kerr黑洞相比，正潮汐电荷情况下功率减少约15.2%，负潮汐电荷情况下功率增加约66.5%。
2025-12-30 gr-qc
On the efficiency of the Blandford-Znajek mechanism for low angular momentum relativistic accretion
在文献中，Blandford-Znajek（BZ）机制通常被研究为具有相当高的角动量的吸积，导致形成冷的开普勒盘，或者如ADAF/RIAF框架内所描述的热的和几何厚的亚开普勒流。然而，在附近的椭圆星系，以及我们自己的银河系中心，吸积非常低的角动量是普遍的。这种准球形强次开普勒吸积具有复杂的动力学特征，可以容纳定常激波。在这封信中，我们提出了我们的计算的最大效率可通过BZ机制的完整的广义相对论性弱旋转轴对称流在克尔度规。本文详细研究了旋转和反向旋转吸积的激波和激波自由流动。这样的研究在文献中从未做过。我们发现，能量提取效率是低的，约0.1%，并增加了一个因素15，如果包括冲压压力。这种效率仍然比这种光学薄流的辐射效率高得多。对于BZ机制，冲击流比无冲击流产生更高的效率，而逆行流提供的效率值略大于逆行流。
2011-12-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The perturbation solutions to the Blandford-Znajek mechanism in the Kerr-Sen black hole
Shanxi Normal University（山西师范大学）；Guizhou University（贵州大学）；Hebei University（河北大学）
本文研究了Kerr-Sen黑洞中布兰德福德-赞杰克机制的扰动解，发现稀释子参数r₂的增加提高了能量提取率和辐射效率，同时提取效率与Kerr情况一致。
2026-03-03 gr-qc
A Toy Model for Blandford-Znajek Mechanism
研究了Blandford-Znajek机制的一个玩具模型：克尔黑洞，环形电流存在于围绕黑洞的薄圆盘中.环形电流产生极向磁场，穿过黑洞和圆盘。由于磁场与远处带电粒子的相互作用，黑洞和圆盘的旋转感应出电动势，可以为远处的天体物理负载供电。计算了黑洞和圆盘的能量。研究发现，在黑洞旋转和圆盘中电流分布的参数范围很广的情况下，圆盘的功率超过了黑洞的功率。还计算了黑洞和盘所提供的力矩。圆盘的扭矩与黑洞的扭矩相当。当圆盘失去角动量时，圆盘的质量逐渐向黑洞漂移并被吸积。最终，能量来自于吸积盘和黑洞之间的引力结合能，就像标准的吸积盘理论那样，而不是来自于黑洞的旋转能。这表明，布兰德福德-兹纳杰克机制在从旋转的薄圆盘黑洞中提取能量时可能效率较低。我们的简单模型的局限性和可能的改进值得未来的工作进行了讨论。
2000-01-10 astro-ph gr-qc
Blandford--Znajek monopole expansion revisited: novel non-analytic contributions to the power emission
Blandford和Znajek（BZ）分裂是Kerr黑洞电磁能量提取机制的一个重要理论例子。它被构造为一个微扰的低自旋解的力自由电动力学（FFE）。最近，Armas $et~al.$通过澄清明显发散渐近性的问题，使这种构造有了更坚实的基础。这是通过解决外光表面（FFE方程的临界表面）周围的行为来实现的。在此基础上，我们重新审视BZ微扰展开，并将微扰方法扩展到高阶克尔黑洞的自旋参数。我们采用匹配渐近展开和半解析技术，扩展分裂的解决方案，六阶微扰理论。扩展必然包括新的对数贡献的自旋参数。我们表明，这些高阶项对功率和角动量输出产生了非解析贡献。特别是，我们第一次计算的微扰贡献的能量提取在第七和第八阶的自旋参数。由此产生的公式的能量提取提高了协议在有限的自旋与数值模拟。此外，我们提出了一种新的数值方法来解决整个外光表面的FFE方程，从而大大加快收敛速度和更高的精度，并将其扩展到更高阶。最后，我们包括一个一般性的讨论，作为临界面的FFE方程的轻表面。
2022-07-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Blandford-Znajek Jets and the Total Angular Momentum Evolution of a Black Hole Connected to a Cosmic String
Dr. Vishwanath Karad MIT-World Peace University（维斯瓦纳特·卡拉德 MIT-世界和平大学）
研究连接宇宙弦的黑洞喷流与总角动量演化，发现喷流能量与宇宙弦张力平方成反比，并探讨其对齐效应及观测潜力。
2025-12-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Electromagnetic Energy Extraction from Kerr Black Holes: Ab-Initio Calculations
本文通过广义相对论无碰撞动力学模拟Kerr黑洞磁层，重现了Blandford-Znajek机制下的无力电动力学，验证了该机制的稳健性并准确估计了旋转黑洞的电磁光度。
2025-09-18 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Analytic Solutions to the Constraint Equation for a Force-Free Magnetosphere around a Kerr Black Hole
根据Komissarov（2004），一个静止的轴对称黑洞无力磁层的Blandford-Znajek约束方程是在一个3+1的绝对空间和时间公式中建立的。我们推导出一个解析解的场和电流的约束方程在远场极限，满足Znajek条件在事件视界。该解将慢旋转黑洞的Blandford-Znajek解推广到具有任意角动量的黑洞。能量和角动量的提取通过这个解决方案主要发生沿赤道平面。我们还提出了一个非物理的，反向射流的解决方案。
2005-09-06 astro-ph gr-qc
Blandford-Znajek Scaling in a Power-Law Rotating Kalb-Ramond Geometry: Magnetic-Flux Systematics and Bayesian Identifiability
New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Tashkent State Technical University（塔什干国立技术大学）；University of Tashkent for Applied Sciences（塔什干应用科学大学）；Institute of Theoretical Physics, National University of Uzbekistan（乌兹别克斯坦国立大学理论物理研究所）；Kimyo International University in Tashkent（塔什干化学国际大学）；Samarkand State Technical University named after Mirzo Ulugbek（米尔佐·乌鲁伯格撒马尔罕国立技术大学）；Samarqand State Pedagogical Institute（撒马尔罕国立师范学院）
该研究在幂律旋转Kalb-Ramond几何下分析BZ标度，发现磁假设是主导系统误差，喷流功率代理无法独立确定Kalb-Ramond形变，需改进旋转背景等控制以开展更强推断。
2026-08-13 gr-qc
Force-free electrodynamics near rotation axis of a Kerr black hole
尽管它们对于理解天体物理学喷流具有潜在的重要性，但克尔黑洞周围磁层的物理上现实的精确解还没有找到，即使在无力近似下。相反，近似的分析解决方案，如Blandford-Znajek（分裂），以及数值解，已被构造。在本文中，我们考虑一种新的方法来分析和建设这样的磁层。我们考虑无力电动力学靠近磁层的旋转轴周围的克尔黑洞假设轴对称。这是无力近似应该工作得最好的区域，也是射流所在的区域。我们进行了系统的研究（分裂）抛物面，抛物面和垂直渐近行为的渐近区域。施加类似于（分裂）的渐近性，我们发现在某些假设下，要求在旋转轴和事件视界的规律性限制流方程的解决方案这么多，它是不可能的解决方案是连续连接到静态（分裂）的史瓦西黑洞周围的旋转极限为零。一方面，这一结果为文献[1]中Blandford-Znajek（split-）算子的渐近性所发现的问题提供了独立的证据。另一方面，我们也指出了我们的论点中可能的警告，人们可以想象地利用修改的布兰德福德-Znajek（分裂）的微扰建设。
2020-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Alfvénic superradiance for a monopole magnetosphere around a Kerr black hole
本文在无力近似下研究了轴对称旋转Kerr黑洞磁层中Alfvén波的超辐射。在Kerr时空的赤道平面上，通过分离波函数的变量和引入乌龟坐标，将Alfvén波方程化为一维Schrödinger型方程，并研究了Alfvén波的散射问题.对波动方程的渐近解和朗斯基守恒的分析给出了阿尔芬波的超辐射条件，并将证明该条件与Blandford-Znajek过程的条件一致。这意味着当阿尔夫文超辐射发生时，布兰德福德-兹纳杰克过程也发生在无力磁层中。然后，我们数值计算了阿尔文波的反射率，并证实了阿尔文超辐射在克尔时空中确实是可能的。此外，我们还将讨论阿尔文波的共振散射，这与磁层的“准正规模”有关。
2022-03-11 astro-ph.HE gr-qc
Magnetic Alignment Process : A New Mechanism for Extracting Energy from Rotating Black Holes
作为从Kerr黑洞中提取转动能量的Blandford-Znajek机制的补充或伴随过程，提出了磁对准过程，并将其作为类星体、活动星系核甚至伽玛暴的中心引擎的可行模型.与Blandford-Znajek机制中假设的旋转孔的自旋轴和磁场的渐近方向对齐的环境相反，这个新过程在它们通常不对齐时运行，这显然是更自然的情况可能发生。这两个过程发生的时间尺度和它们在地平线上释放的总辐射功率已被估计，并发现几乎是可比的。这可能意味着，在随机的非轴对称配置中，磁对准过程将首先操作，在此期间释放一些孔的旋转能量，并且在对准完成时，Blandford-Znajek机制可以跟随，并且孔的剩余旋转能量（如果有的话）将进一步释放。
2003-07-08 astro-ph gr-qc hep-th
Stability of Force-Free Magnetospheres
本文分析了旋转黑洞的无力磁层在扰动下的动力学演化，在定态极限下用Blandford-Znajek解描述。我们发现，电磁场扰动可以分为两类：“陷波模”和“行波“。被捕获的模式类似于旋转黑洞时空中的真空（没有等离子体）电磁准正规模式，但由于它们与背景电磁场和电流的耦合，具有不同的本征频率和波函数。这些行波沿特定的零方向自由传播到无穷远或黑洞视界，它们与Brennan，Gralla和Jacobson发现的无散射Poynting通量解密切相关.我们的研究结果表明，Blandford-Znajek解决方案是模式稳定的，更重要的是，我们希望这项研究能够阐明无力磁层的动力学行为，以及阐明新的精确解的路径。
2014-11-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Dual Jets from Binary Black Holes
超大质量黑洞存在于大多数星系的中心，它们的漩涡是星系合并时的自然结果。这些系统的螺旋是极其重要的天体物理学作为巨大的引力波的生产者和在高能电磁事件中的可能作用。我们研究这样的二进制黑洞合并的影响下，外部磁场产生的预期circumbinary磁盘周围。求解爱因斯坦方程来描述时空，并使用无力的方法的电磁场和稀薄的等离子体，我们提出了可能的射流驱动这些系统的数值证据。扩展Blandford和Znajek描述的单个旋转黑洞的过程，出现的图像表明电磁场从轨道黑洞中提取能量，最终合并并进入标准的Blandford-Znajek场景。沿着双喷流和单喷流的排放预计可以在很远的距离上观察到。
2010-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Black hole Limits Redefined: Extreme Efficiency in Black Hole Jets
Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文与应用数学研究中心）
该研究通过高精度模拟展示了黑洞喷流能量提取效率的极端提升，挑战了传统观念并提出新的解释框架。
2026-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Timelike Geodesic Currents in the Stationary, Axisymmetric, Force-free Magnetosphere of a Kerr Black Hole
从解析的角度研究了环境克尔背景中测地电流的结构特性。同余中的测地线对应于通过Blandford-Znajek机制从黑洞携带能量和角动量的带电粒子。结果表明，由此产生的磁层自然满足Znajek正则性条件。特别注意的是在这里提取的物质流，而不是电磁坡印亭通量的能量。
2008-11-12 gr-qc
On Spin Dependence of the Fundamental Plane of Black Hole Activity
星系核中黑洞活动的基本面（FP）将X射线和射电光度与黑洞质量和吸积率联系起来。然而，数据显示出很大的分散性，这促使我们使用一个新的变量。我们加入BH自旋作为一个新的变量，并估计自旋依赖的喷流功率和磁盘的光度在无线电和X射线光度。我们假设Blandford-Znajek过程是外流的主要来源，并发现在中等和大的自旋值下，喷流功率对BH自旋的依赖比二次依赖更强。我们对10个具有亚爱丁顿吸积率的活动星系核进行了统计分析，并发现自旋依赖关系对数据的描述明显更好。这一分析，如果得到更多的数据支持，不仅可以暗示FP关系的自旋依赖性，而且在AGN喷流的布兰德福德Znajek过程。
2020-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Energy Extraction from Black Holes
在这个讲座中，我将介绍电磁Blandford-Znajek过程对黑洞的旋转能量提取和相对论喷流的产生。在对黑洞磁层电动力学作了一些基本的研究之后，我们利用视界上正则的Kerr-Schild坐标，得到了Blandford和Znajek的重要结果.在最后一部分中，我们简要介绍了最近的数值模拟结果的吸积流旋转黑洞，由此产生的大规模外流，并形成准直相对论射流与高洛伦兹因子。
2007-09-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Note on Bunching of Field Lines in Black Hole Magnetospheres
对高自旋下Blandford-Znajek能量提取的数值模拟表明，磁力线在事件视界的极点附近倾向于聚束。我们表明，这种行为可以从固定的功能依赖于电流和磁场线旋转的假设解析磁通量。这个论证主要依赖于Znajek条件的存在，它提供了关于视界上的场的非平凡信息，而不需要完全的无力解。我们还提供了一些新的解析表达式的抛物型场位形。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Force-free magnetosphere on near-horizon geometry of near-extreme Kerr black holes
采用近极端Kerr黑洞（near-NHEK）的近视界几何，研究了快速旋转黑洞的Blandford-Znajek过程中的无力磁层.结果表明，Znajek正则性条件的地平线上，可以直接从所得到的流方程。根据这个条件，我们将全流方程分解为两个独立的方程。推导出绕旋转轴的近似解。他们被发现是一致的与以前的解决方案中获得的渐近区域。该解决方案表明能量和角动量提取的孔。
2015-04-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Magnetic field geometry in rotating wormhole spacetimes
Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET/CIC/UNLP)（阿根廷射电天文研究所（CONICET/CIC/UNLP））
本研究针对Kerr型旋转虫洞重新审视Blandford-Znajek机制，首次求解其流方程得到磁场解析表达式并计算坡印廷通量，发现虫洞电磁通量弱于Kerr黑洞且随时空几何差异增大而更显著。
2025-10-21 gr-qc
Magnetic Reconnection and Energy Extraction from a Spinning Black Hole with Broken Lorentz Symmetry
在Penrose过程和Blandford-Znajek机制中，黑洞（BH）的转动能量分别通过粒子裂变和磁张力来提取。最近，受等离子体天体物理学中的一个基本特性--磁重联（MR）的启发，Comisso和Asenjo提出了一种基于能层内磁场线快速重联的新能量提取机制。在本文中，我们研究了背景熊蜂矢量场对快速旋转的具有洛仑兹对称性破缺的黑洞能层中磁共振引起的能量提取。通过洛伦兹对称破缺（LSB）参数$l$，我们得到的旋转黑洞解与标准的Kerr黑洞解是不同的。我们发现，将$l<0$在背景中是通过MR的能量提取的利益，为快速自旋BH所包围的等离子体与弱磁化，低于预期的情景由Comisso和Asenjo。我们的分析有力地表明，通过快速MR的能量提取的功率和等离子体放电过程的效率比Comisso-Asenjo解决方案更有效，只要LSB参数为负，$l<0$。相比于产生于基础背景的Blandford-Znajek机制，我们还表明，如果$l<0$，MR是一种更有效的能量提取机制。
2022-01-24 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The astrophysics of rotational energy extraction from a black hole
最近的研究提出了一个问题，即自然界是否可以通过所谓的吸收电流的能力，通过电磁场提取黑洞的旋转能量。我们描述了正确处理黑洞附近弯曲时空中的天体物理所需的策略，表明虽然Blandford-Znajek效应是合理的，但黑洞的电性质的更深层次的性质仍然没有得到解决。
2021-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Energy Extraction via Magnetic Reconnection in Lorentz breaking Kerr-Sen and Kiselev Black Holes
黑洞可以积累大量的能量，是高能天体物理现象的主要来源。最近，磁场的快速磁重联（MR）被提出作为一种新的提取能量的方法。我们发现，存在的电荷参数强烈地改变了简单的克尔的情况下，使这种提取机制可能，即使不是极端旋转的黑洞（$a \sim 0.7$）。我们还表明，在适当的情况下，MR比Blandford-Znajek机制更有效。最后将这些结果与经典的黑洞解进行了比较，发现它们相对于Kerr解是不存在和增强的。
2022-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Signatures of Extra Dimensions in Black Hole Jets
相对论性黑洞喷流的主要动力机制之一是Blandford-Znajek（BZ）过程。受其成功的启发，我们构造了时空五维黑洞的能量提取模型。在这里，我们发现解决方案的无力电动力学方程表示等离子体磁层缓慢旋转的迈尔斯-佩里黑洞。计算了这些解的能量通量和角动量通量，实现了从高维黑洞中提取能量。比较了五维BZ模型与低四维BZ模型的主要特征。
2022-06-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Electromagnetic extraction of energy from merging black holes
我们计算了合并黑洞产生的瞬发内禀坡印廷势的演化。绕轨道运行的黑洞引起时空的旋转。在轨道外的吸积盘所支持的磁场存在下，这会导致通过Blandford-Znajek型过程产生电磁流出，其光度为$L_{EM} \sim G^3 M^3 B^2/(c^5 R_{orb}) $，并在合并时达到相当低的$L_{EM} = 10^{37}-10^{39} m_6 $ erg s $^{-1}$（$m_6$是黑洞的质量，以太阳质量为单位）的最大值。耗散的风力发电可能会产生两种类型的观察到的签名：一个高度可变的准直发射来自内部耗散内的射流和宽带近各向同性发射产生的终端冲击。
2010-12-21 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic alignment and jet precession around supermassive black holes: Quasi-periodic oscillations in tidal disruption events
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；The Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics（卡弗里天文学与天体物理研究所）；Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications（北京数学与应用科学研究所有限公司）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）
该研究通过电磁角动量转移协变公式，揭示潮汐瓦解事件中迷你盘进动与喷流调制的机制，预测流量比衰减、频率漂移等观测特征，可提取黑洞自旋与磁通量密度。
2026-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Self-consistent scenario for jet and stellar explosion in collapsar: General relativistic magnetohydrodynamics simulation with dynamo
本文通过含发电机项的全广义相对论电阻磁流体力学模拟坍缩星，揭示了黑洞自旋放大磁场、建立整体极向磁场并驱动 Blandford-Znajek 喷流与恒星爆发的自洽过程，成功解释了长伽马射线暴与宽线 Ic 型超新星的关联。
2025-02-04 astro-ph.HE gr-qc
Outgoing electromagnetic power induced from pair plasma falling into a rotating black hole
我们研究了黑洞旋转过程中吸积对等离子体到输出坡印廷通量的能量转换。我们的方法是基于一个双流体模型组成的碰撞对等离子体。与理想磁流体力学近似不同，电势沿磁场线不是恒定的。我们展示了如何以及在哪里产生的纵向电场和环形磁场的旋转，而他们消失的径向流在一个分裂的磁场在史瓦西黑洞。对于小自旋参数的微扰方程，应用WKB方法计算了稳态下的出射电磁功率。在我们的模型中，光度在黑洞附近有一个峰值，但在事件视界和无穷远处衰减。峰值功率与Blandford-Znajek过程中的功率在同一数量级，尽管物理机制不同。
2015-09-16 astro-ph.HE gr-qc
Analytic force-free jet from disk-fed rotating black holes
National Institute of Physics, University of the Philippines（菲律宾大学国家物理研究所）
本文提出一种新的解析模型，描述从盘供旋转黑洞发射的力-free电磁喷流，通过系统性构造方法，发现喷流结构渐近抛物线，参数由盘中电流集中位置和符号反转位置决定，喷流特性对盘参数几乎不依赖，可能揭示慢速旋转黑洞喷流的普遍性。
2026-07-28 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Jets from Stars and Black Holes
我们提出了解析的无力解决方案建模旋转的恒星和黑洞沉浸在磁场薄盘，终止于内半径。在平坦时空中是精确解，在Kerr时空中是近似解.这个致密物体产生一个圆锥形的喷流，它的性质携带着关于它的性质的信息。例如，来自恒星的喷流被电流片包围，而黑洞的喷流则是光滑的。我们在每种情况下计算一个有效电阻，并与能量提取电路模型中使用的规范值进行比较。这些解决方案说明了Blandford-Znajek工艺在清洁环境中进行能量提取和射流形成的所有基本特征。
2016-02-17 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Making Clean Energy with a Kerr Black Hole: a Tokamak Model for Gamma-Ray Bursts
在本文中，我们提出了一个模型，使清洁能源与克尔黑洞。考虑一个克尔黑洞，有一个稠密的等离子体环围绕它旋转，环形电流在环表面流动，在环外产生极向磁场。在线圈的表面上，磁场平行于表面。环绕在圆环上的闭合磁场线将等离子体压缩并限制在圆环中，就像托卡马克的情况一样。虽然目前还不清楚这样的模型是否稳定，但我们研究了模型稳定的后果。当磁场足够强时，磁约束可以大大抑制环面上等离子体的重子污染，并在黑洞周围建立一个干净的正负电子对磁层。由于没有开放的磁场线穿过环面，也没有吸积，环面的功率为零。如果穿过黑洞的某些磁场是开放的并与负载相连，则可以通过Blandford-Znajek机制从Kerr黑洞中提取清洁的能量。该模型可能与伽马射线暴有关。由Blandford-Znajek机制产生的坡印廷通量中的能量被转换成黑洞周围磁层中电子-正电子对的动能，这产生了两个具有超高体积洛伦兹因子的电子-正电子对的反向喷流。喷流与星际介质碰撞并相互作用，可能产生伽马射线暴和余辉。
2000-08-02 astro-ph gr-qc
An exact solution for a force-free field electrodynamics accretion disk surrounding a perturbed charged black hole
最近，位于星系M87中心的超大质量黑洞的第一张实像被成功捕获。为了解释观测到的强喷流和电磁吸积盘的行为，我们考虑了由事件视界望远镜合作的Blandford Znajek机制。为了证明这些现象，我们正在寻求一个精确的解决方案，扰动Rissner-Nordstrom黑洞周围的无力场电动力学吸积盘。虽然带电的黑洞是一个玩具模型，但通过将电荷趋向于零，人们可以立即得到受扰的、旋转的史瓦西黑洞的结果。在不同类型的黑洞中，如何找到作为扰动源的无力场电动力学的精确解可能是一个尚未解决的问题。在这里找到的解决方案，除了在切线和弯曲背景的能量动量张量不同的麦克斯韦标量计算。在这样做时，被认为是著名的纽曼-彭罗斯形式主义。
2020-02-21 astro-ph.HE gr-qc
Magnetospheres of Black Hole Systems in Force-Free Plasma
黑洞与周围磁场的相互作用对各种高能天体物理现象都很重要。我们在无力近似下研究了这种相互作用，其中假设稀薄等离子体的惯性为零。Blandford和Znajek（BZ）用这种方法证明了在静止和轴对称的单黑洞系统中，部分黑洞的能量转化为电磁波印廷通量。我们采用这种方法，并将其扩展到检查不对称，最重要的是，动力系统，通过实施耦合到麦克斯韦方程组的广义相对论的完全非线性场方程。对于单个黑洞，我们特别研究的坡印廷通量的依赖性，并表明，即使对于黑洞自旋和渐近磁场的方向之间的错位，坡印廷通量产生的亮度依赖于这种错位。对于二元黑洞系统，我们表明，在头上和轨道的情况下，运动的黑洞产生坡印亭通量。
2010-07-07 astro-ph.HE gr-qc
First-Principles Plasma Simulations of Black-Hole Jet Launching
黑洞驱动强大的等离子体射流达到相对论速度。这种等离子体应该是无碰撞的，并且通过视界附近的电子对产生而自洽地供应。我们提出了广义相对论无碰撞等离子体模拟的克尔黑洞磁层，从真空开始，注入电子-正电子对的基础上，当地的非屏蔽电场，并达到稳定状态与电磁供电的Blandford-Znajek喷流和持续电流片。在无穷远处具有负能量的粒子是一个普遍的特征，在彭罗斯过程的一个变体中，它可以对黑洞旋转能量的提取做出重要贡献。所产生的等离子体分布取决于对创建环境，我们描述了两个不同的实现力的电动力学解决方案。这种敏感性表明，等离子体动力学将是有用的，在解释未来的地平线分辨亚毫米波和红外观测。
2018-10-10 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
