The Formation of Protoplanetary Disks through Pre-Main Sequence Bondi-Hoyle Accretion
针对原行星盘传统有限质量储库观点的限制,提出主序前恒星原行星盘主要由母气体云的Bondi-Hoyle吸积组装,该机制提供质量与角动量,并揭示超声速湍流密度涨落显著增加盘形成尺度的角动量,从而缓解观测差异并要求修订现有模型。
2025-04-29 astro-ph.GA
AGN jet power and feedback characterised by Bondi accretion in brightest cluster galaxies
本文提出了一种新的方法来估算椭圆星系中心超大质量黑洞的Bondi(热气)吸积率\dot M_B。即使在X射线观测中Bondi半径不能很好地分辨,它也可以应用。这种方法基于两个简单的假设:(1)Bondi半径以外的热气体几乎处于流体静力平衡,(2)星系中心附近的气体温度接近维里温度。我们将这种方法应用于附近星系团中的28个明亮的椭圆星系(其中27个是最亮的星系团星系; BCGs)。我们发现在\dot M_B中,Bondi吸积率和与SMBH相关的喷流功率之间存在着四个数量级的相关性。对于大多数星系来说,吸积率大到足以解释喷流的能量。我们的结果表明,来自活动星系核(AGN)的反馈与SMBH周围热气的性质相关。我们还发现,更大规模的SMBH在BCGs往往有更大的特定增长率。这可以解释一些SMBH的超质量(~ 10^10 M_sun)。吸积率和活动星系核的X射线光度之间的比较表明,活动星系核的BCGs是非常低的辐射与银河系中的X射线双星相比,即使它们的爱丁顿吸积比,\dot M_B/ \dot M_Edd,超过0.01。最后,我们发现了一个紧密的相关性之间的邦迪吸积率和冷核的X射线光度。它们的关系是线性的,并且由邦迪吸积产生的功率足够大,以补偿冷核的辐射冷却。虽然“经典”的邦迪吸积模型是一个大大简化的,我们在这里发现的相关性表明,吸积到SMBHs广泛地反映了邦迪吸积的属性。
2016-01-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi accretion in early-type galaxies
星系中中心质量大的黑洞的吸积通常用Bondi解来模拟。在本文中,我们研究了一个推广的经典Bondi吸积理论,考虑到额外的影响的引力位的主机星系,和电子散射的光学薄的限制。我们提供了一个一般性的分析的偏见的邦迪半径和质量吸积率的估计,当采用作为基准值的密度和温度在无穷远的这些量的值在有限的距离从中央黑洞。我们还给出了计算临界吸积参数修正项的一般公式。一个完整的分析讨论的情况下,赫恩奎斯特星系,当问题减少到一个三次方程的讨论,因此允许一个以上的临界点的吸积结构。这些结果对于观测工作(特别是在低光度系统的情况下)以及数值模拟都是有用的,其中吸积速率通常是根据附近的气体性质来定义的。
2016-02-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Star Formation in Massive Clusters via Bondi Accretion
基本上所有的恒星都形成于巨大的分子云(GMC)中。然而,在GMC内部,大部分气体并不参与恒星的形成;相反,密度更大的气体聚集在GMC中的团块中,给定GMC中的大部分恒星形成在少数最大质量的团块中。在银河系中,这些团块具有GMC的质量$M_{\rm cl}\lesssim 5\times 10^{-2}$、半径$r_{\rm cl} \sim 1$ pc和自由落体时间$τ_{\rm cl} \sim 2\times 10^5\yr$。我们发现,巨大的分子云内的团块应在修改后的邦迪吸积率,这取决于团块质量$\dot M_{\rm cl}\sim M_{\rm cl}^{5/4}$。这个速率最初相当慢,通常比星团内部的初始恒星形成速率慢(我们采用通常的假设,即星团内部有$\dot M_*=ε_{\rm ff} M_{\rm cl}/τ_{\rm cl}$和$ε_{\rm ff} \approx 0.017$)。然而,在$\sim 2$ GMC自由落体乘以$τ_{\rm GMC}$之后,团块的吸积速率迅速加快;形式上,团块可以吸积$\sim 3τ_{\rm GMC}$中的整个GMC。与此同时,恒星的形成速度加快,跟踪邦迪吸积率。如果GMC被来自最大的星团的反馈所破坏,那么在GMC被破坏之前,该星团中的一半恒星在最终的$\taug$中形成。该理论预测,每GMC自由落体时间测量的有效恒星形成率…
2011-06-15 astro-ph.GA
Bondi-Hoyle-Littleton accretion and the upper mass stellar IMF
我们报告了一系列的数值模拟的气体云与自重力形成的下沉粒子,采用等温状态方程的热物理隔离重力的影响所产生的下沉质量分布。从超音速速度波动开始的模拟,发展出具有高质量幂律尾翼$dN/d\log M \propto M^Γ$、$Γ= -1 \pm 0.1$的下沉质量函数,与速度场的初始马赫数无关。类似的结果,但具有较弱的统计意义的模拟开始与初始密度波动。这种质量函数的幂律依赖性与Zinnecker假设的Bondi-Hoyle-Littleton(BHL)吸积的渐近极限一致,尽管单个汇的质量吸积率与预测的$\mdot \propto M^2$行为有显著的偏离。虽然BHL吸积是不严格适用的,由于环境的复杂性,我们认为,最终的质量函数是一个{ \em相对} $M^2$依赖于引力集中吸积的结果。我们的模拟可能会显示幂律质量函数特别清楚地与别人相比,因为我们采用的等温状态方程限制了热物理的影响,在产生一个广泛的初始碎裂谱; $Γ\rightarrow -1$是一个渐近极限,只有当汇质量增长远远超过其初始值。虽然我们有目的地消除了许多额外的物理过程(辐射转移,反馈),这可能会影响恒星质量函数,我们的结果强调的重要性,引力聚焦大质量恒星的形成。
2015-06-08 astro-ph.GA
Multi-phase outflows as probes of AGN accretion history
具有广泛性质(如速度,电离,径向尺度和质量损失率)的强大外流是活动星系核(AGN)的一个关键特征,更重要的是,因为它们同时也在单个物体中被发现。在这里,我们重新审视一个简单的分析框架,最近的两个超亮红外类星体,IRAS F11119+3257和Mrk 231,这使我们能够调查的物理连接之间的多相活动星系核流出跨越阶梯的距离从中央超大质量黑洞(SMBH)。我们认为,任何重大偏离标准的外流传播模型可能编码独特的信息,过去SMBH吸积的历史,并简要讨论如何这可能有助于解决一些有争议的方面,目前的图片活动星系核反馈。
2018-04-30 astro-ph.GA
Bridging scales: Modeling suppressed Bondi accretion on black holes and its impact on galaxy growth
Yale University(耶鲁大学);Harvard University(哈佛大学);Northwestern University(西北大学)
本研究将GRMHD模拟揭示的黑洞磁抑制邦迪吸积方案纳入星系演化半解析模型,通过限制亚爱丁顿吸积体抑制并调整反馈效率,同时匹配低红移观测与早期黑洞快速增长需求,为跨尺度物理耦合提供桥梁。
2025-11-11 astro-ph.GA
Ultra fast outflows, and their connection to accretion and ejection processes in AGNs
越来越多的证据表明,在强大而明亮的活动星系核中,能量守恒的外流支持了这样一种观点,即从吸积盘发射的高速风在经历了与周围介质的冲击后系统地演化,并且它们能够排出足够的质量和能量,从而产生反馈。本次演讲将给出一个概述的活动星系核超快外流的最新结果,重点是光栅的亮源的X射线光谱。我将回顾UFO是如何工作的,它们的观测特性和它们与活动星系核在其他波段的流出的关系,它们对宿主星系的影响以及它们在反馈过程中的作用。
2018-08-02 astro-ph.GA
Fully analytical solutions for Bondi accretion in galaxies with a central Black Hole
给出了JJ两分量Jaffe(1983)星系模型中心黑洞(MBH)等温Bondi吸积的完全解析解。在JJ模型中,恒星和总质量密度分布由Jaffe剖面描述,具有不同的标度长度和质量,并添加了中心MBH;所有相关的恒星动力学性质也可以解析导出。在这些新的吸积解决方案的流体动力学和恒星动力学性质的联系,强制气体温度是成比例的维里温度的恒星组件。所提供的公式,允许评估所有的流动特性,然后是有用的吸积半径和质量流率的估计时,在星系中心的MBH吸积建模。
2018-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impetus: Consistent SPH calculations of 3D spherical Bondi accretion onto a black hole
利用改进的光滑粒子流体动力学(SPH)程序\gad \sp,对质量为$M_{\odot}$的静止超大质量黑洞在径向范围为$0.02-10$ pc内的球对称Bondi吸积进行了三维计算,该程序保证了近似的一阶一致性(即,二阶精度)的粒子近似。一阶一致性的恢复是通过允许相邻粒子数$n_{\rm neigh}$和平滑长度$h$随粒子总数$N$而变化,使得渐近极限$n_{\rm neigh}\to\infty$和$h\to 0$保持为$N\to\infty$。该方法再现等温($γ=1$)和绝热($γ=5/3$)的Bondi吸积的能力进行了研究,增加了空间分辨率。特别是,对于等温模型的数值径向轮廓密切匹配的邦迪解决方案,除了附近的吸积体,密度和径向速度略有低估。然而,随着$n_{\rm neigh}$的增加和$h$的减少,计算接近一阶一致性和Bondi解决方案的偏差减少。绝热模型的密度和径向速度分布与等温Bondi吸积的密度和径向速度分布定性相似。稳态的Bondi吸积是由高分辨率的一致性模型再现的,对于$γ=1$,相对误差百分比为$\lesssim 1$ %,对于$γ=5/3$,相对误差百分比为$\sim 9$ %,绝热吸积比等温吸积需要更长的时间才能达到稳态流动。该方法的性能进行评估,通过比较使用标准的小工具和Gizmo代码得到的结果。
2018-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
The angular momentum structure of cosmic ray driven galactic outflows triggered by stream accretion
我们调查的气体吸积流盘星系的演化的影响,使用磁流体动力学模拟,包括对流和各向异性扩散的宇宙射线产生的超新星作为唯一的反馈源。流吸积已被认为是宇宙学模拟中一个重要的星系生长机制,我们改变它们的方向和角动量在理想的设置。我们发现,吸积流触发银河系环的形成和增强恒星的形成。低角动量吸积流的恒星形成率和宇宙射线驱动的外流率更高,这也导致了更紧凑,更低的角动量盘。宇宙射线产生的外流显示出一种特征性的结构。在低流出速度(< 50 km/s)下,角动量分布类似于圆盘,并且气体处于喷泉流中。气体以高流出速度(> 200 km/s)穿透到晕的深处,角动量接近于零,并且来自星系的中心。由于宇宙射线驱动的外流的质量负载因子是为了统一和更高,我们得出结论,这一过程是重要的低角动量气体从发展中的盘星系和运输,潜在的金属富集,材料从银河系中心远到星系晕。
2021-09-25 astro-ph.GA
Resolving the Bondi Accretion Flow toward the Supermassive Black Hole of NGC 3115 with Chandra
气体在超大质量黑洞(SMBH)上进行Bondi吸积时,半径越小,温度越高。我们通过钱德拉对NGC 3115中的热气体的观测来寻找这个特征,光学观测表明它具有非常大的SMBH。我们的分析表明,我们正在解决,为第一次,吸积流动内的邦迪半径的SMBH。我们表明,温度上升对星系中心的预期在所有的吸积模型中,黑洞是引力捕获周围的气体。没有一个硬中心点源能引起如此明显的温度上升。这些数据支持邦迪半径约为4角秒~ 5角秒(188-235秒差距),表明SMBH为2 × 10^9太阳质量,这与光学结果的上限一致。Bondi半径内的密度分布具有幂律指数1.03^{+0.23}-0.21},这与气体从周围介质的过渡和吸积流相一致。Bondi半径处的吸积速率为{ \dot M}_B = 2.2 × 10^{-2} M_sun_yr^{-1}。因此,在Bondi半径(10^{44} erg s^{-1})处具有10%辐射效率的吸积光度比原子核的X射线光度上限高出约6个数量级。
2011-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi or not Bondi: the impact of resolution on accretion and drag force modelling for Supermassive Black Holes
虽然在星系大小的模拟中,超大质量黑洞(SMBH)完全由子网格算法处理,但计算能力现在允许在较小尺度的模拟中解决此类物体的吸积半径。在本文中,我们调查的分辨率的影响,两个常用的SMBH子网格算法的Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)公式吸积到一个质点,和相关的估计施加到一个质点的气体介质的阻力。我们发现,当吸积区域周围的黑洞的尺度与分辨率,和BHL公式使用本地质量平均量进行评估,吸积算法顺利过渡到供应有限的吸积(SLA)计划(在高分辨率)从解析BHL公式(在低分辨率)。然而,当采用类似的程序来估计阻力时,可能会导致其大小出现显着误差,和/或在高分辨率模拟中以错误的方向施加该力。在高马赫数和小的吸积物,我们还发现的证据,对流声学不稳定性的绝热情况下,和不稳定性发展的尾流的驻点周围的准等温的情况下。此外,在非常高的分辨率和马赫数高于$\mathcal{M}_\infty \geq 3$时,吸积弓形激波后的流动完全由这些不稳定性所支配。结果,与解析BHL公式相比,在绝热情况下,黑洞的吸积率下降了大约一个数量级。
2018-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing the stability of supersonic ionized Bondi accretion flows with radiation hydrodynamics
本文研究了大质量天体上一维球对称电离Bondi吸积在年轻天体上的稳定性。首先,我们推导出一个新的解析表达式的稳态两个温度的解决方案,预测存在的紧凑和超紧凑的HII区域。然后,我们表明,这种解决方案是唯一的边缘稳定,如果电离处理自洽。这导致HII区域随着时间的推移反复崩溃。我们推导出一个半解析模型来解释这种不稳定性,并使用空间收敛的一维辐射流体动力学模拟进行测试。讨论了一维不稳定性对超声速吸积流三维辐射流体力学模拟的影响。
2019-03-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Isothermal Bondi accretion in two-component Jaffe galaxies with a central black hole
给出了二分量Jaffe(1983)星系模型中心黑洞等温Bondi吸积的完全解析解。在以前的工作中,我们给出了球对称单分量Jaffe星系模型中心MBH上吸积的临界吸积参数和马赫数径向分布的解析表达式。在这里,我们将这个解决方案的星系模型中的恒星和总质量密度分布所描述的贾菲配置文件,具有不同的尺度长度和质量,并添加到中央MBH。对于这样的星系模型,所有相关的恒星动力学性质也可以通过分析推导出来(Ciotti & Ziaee Lorzad 2018)。在这些新的模型中,流体动力学和恒星动力学性质的联系是通过强制气体温度与星系恒星组分的维里温度成正比。所提供的公式,允许评估所有的流动特性,然后是有用的尺度半径和质量流率的估计时,在星系中心的大规模黑洞吸积建模。作为一个应用程序,我们量化的偏离真实的质量吸积率的估计获得的气体性质在不同的距离MBH,经典的邦迪吸积的假设下。
2018-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mass flow rates in and outflow rates from AGN accretion discs
我们推导出的质量流率和吸积盘的解析表达式,考虑到爱丁顿限制。这使我们能够把外流的基本性质与吸积流的性质联系起来。作为一个例子,我们导出了Mrk 231吸积盘的径向面密度分布。
2012-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Black hole feeding and feedback: the physics inside the "subgrid"
黑洞被认为是星系形成的关键因素。然而,银河系-BH的相互作用是具有挑战性的研究,由于大的动力学范围和复杂的物理参与。因此,流体动力学宇宙学模拟通常采用亚网格模型来跟踪未解决的物理过程,特别是BH吸积;通常BH主导流体动力学过程的空间尺度(邦迪半径)是未解决的,近似的邦迪-霍伊尔吸积率被用来估计BH的增长。通过比较流体动力学模拟在不同的分辨率(300,30,3 pc)使用Bondi-Hoyle近似子秒差距运行与非参数化吸积,我们的目的是探索如何近似Bondi吸积是能够捕获BH吸积物理和随后的反馈星系。我们分析了一个孤立的星系模拟,包括冷却,恒星形成,Ia型和II型超新星,BH吸积和AGN反馈(辐射压,康普顿加热/冷却)的质量,动量和能量通过锥形风沉积在星际介质。我们发现,平均而言,近似的邦迪形式主义可能会导致过高和过低估计的BH增长,这取决于分辨率和如何进入邦迪-霍伊尔形式主义的变量计算。
2017-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Resolving the sub-parsec circumnuclear density profiles of quiescent galaxies: Evidence for Bondi accretion flows in tidal disruption event hosts
International Centre for Radio Astronomy Research – Curtin University(国际射电天文中心 - 科廷大学);School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(自然科学与高级研究院)
通过无线电观测TDE,研究发现其宿主星系的核区密度分布与Bondi吸积流一致,为约束静默SMBHs的亚秒级密度分布提供了新方法。
2026-03-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion by binary stars
双星经常在周围的介质中运动,它们从中吸积物质和角动量,如在三星系统、恒星形成云、年轻的球状星团和星系中心。Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积的结果是一个二元形式,吸积率取决于二元性质:恒星质量和分离,以及相对风速。我们提出的流体动力学代码GANDALF进行模拟的结果,以确定质量吸积率在一个范围内的二进制分离,倾角和质量比。当双星分离时间很短时,双星系统会像一颗恒星一样吸积,而在宽双星中,恒星的吸积几乎不受其伴星的影响。我们调查的中间分离系统的一些细节,发现作为二进制分离的增加,吸积率平稳下降的速度等于一个单一的明星,预期从两个孤立的恒星的速度。这种下降的形式取决于双星和气体的相对质心速度,快速移动的双星表现出较浅的下降。吸积率随轨道倾角的变化很小,除非轨道是侧面的,恒星通过彼此的尾流。特定的角动量吸积率也取决于倾角,但永远不足以阻止双星轨道收缩。我们的研究结果可以应用到吸积到原恒星,污染的恒星在球状星团和核,风的质量转移在多个恒星系统。
2019-10-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion onto Star Clusters
一颗孤立的恒星以超音速运动通过均匀的气体,从它的引力诱导尾流中吸积物质。吸积的速率由恒星的吸积半径决定,并由经典的邦迪-霍伊尔-利特尔顿理论很好地描述。然而,恒星并不是孤立地诞生的。它们在星团中形成,在那里它们吸积了受到星团中所有恒星影响的物质。我们进行三维流体动力学模拟的集群嵌入在一个均匀密度的风,以研究如何由个别集群成员所经历的吸积率被改变的环境气体和集群本身的属性。我们研究吸积作为一个功能的集群成员的数量,他们之间的平均距离,和他们的个人吸积半径的大小。我们确定这些关键参数的影响的总和个人的吸积率,我们比较分析预测。我们表明,当星系团中的单个物体的吸积半径基本上重叠时,周围的气体在被吸积到单个恒星上之前被有效地吸积到星系团的集体势能中。我们发现,个别集群成员可以大大增加比他们将在隔离,特别是当流能够有效地冷却。这种效应可能会改变星团中吸积致密天体的光度,并可能导致年轻星团以及低倾角和低离心率的球状星团的年轻化。
2019-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing within the Bondi radius of the ultramassive black hole in NGC 1600
我们提出了深(250 ks)钱德拉观测附近的星系群NGC 1600,在其中心有一个超大质量的黑洞(17 $\pm$ 1.5十亿M $_{\odot}$)。黑洞异常大的质量加上它的低红移,使它成为仅有的几个黑洞之一,空间分辨的温度和密度分布可以在邦迪半径与钱德拉的高空间分辨率。分析了Bondi吸积半径R $_B$ =1.2”- 1.7”= 0.38 - 0.54 kpc范围内的热气体性质。在$\sim\!3$ kpc半径内,我们发现两个温度分量具有统计意义。单温度和双温度模型都显示温度向中心只有非常轻微的上升,并且与平坦一致。这与Bondi吸积的预期相反,Bondi吸积的温度分布向中心增加,似乎表明气体的动力学不是由中心黑洞决定的。密度分布遵循相对较浅的$ρ\propto~r^{-[0.61\pm0.13]}$关系在邦迪半径,这表明,真正的吸积率对黑洞可能低于经典的邦迪吸积率。
2021-02-11 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
Spherical accretion in giant elliptical galaxies: multi-transonicity, shocks, and implications on AGN feedback
孤立的大质量椭圆星系,或者存在于冷核星系团中心的星系,被认为是由周围热X射线发射气体介质直接产生的热气吸积提供动力的。这导致了一个巨大的邦迪型球形/准球形吸积流到他们的主机SMBH,吸积流区域远远超出邦迪半径。在这项工作中,我们提出了一个详细的研究的背景下,这些大规模的椭圆形的Bondi型球形流的宇宙学常数$Λ$的存在下,考虑到一个五分量星系系统(SMBH +恒星+暗物质+热气+ $Λ$),纳入整个引力作用的影响。目前的工作是Ghosh \& Banik(2015)的扩展,他们只研究了这个问题的宇宙学方面。银河系对势的贡献使得绝热球形流在本质上变成了{ \it multi-transonic},流的拓扑结构和流的结构明显偏离经典Bondi解.更值得注意的是,对应于中等到更高的银河质光比的值,我们得到兰金-Hugoniot冲击球风流。银河系势增强了Bondi吸积速率。我们的研究揭示了存在一个严格的环境温度下限,在此温度之下不能触发Bondi吸积,对于来自热ISM相的流动,该温度与$\sim 9 \times 10^6 \, K$一样高,表明热相严格地控制着宿主核的燃料供给.我们的发现可能有更广泛的影响,特别是在外流/喷流动力学和无线电活动星系核反馈的背景下,与当代宇宙中的这些大质量星系有关。
2021-03-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Role of thermal conduction in an advective accretion with bipolar outflows
研究了热传导存在下的稳态平流吸积流。在球坐标系中考虑了所有三个速度分量,根据我们的相似解,流动显示出流入和流出区域。热传导提供了纬向能量传输,因此,随着热传导系数的增加,流动旋转得更慢并且变得更热。我们还表明,开口角的流出区域的热传导变得更强。
2013-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Stunted accretion growth of black holes by combined effect of the flow angular momentum and radiation feedback
吸积到种子黑洞(BH)上被认为在高红移(z>6)观测到的超大质量黑洞的形成中起着至关重要的作用。在这里,我们调查的气体角动量和辐射反馈的吸积流的综合效果,通过执行二维轴对称辐射流体动力学模拟,同时解决整个邦迪半径和吸积盘的外部的流动结构。具有有限角动量的吸积气体在Bondi半径内形成旋转支撑的盘,其中由于假定的α型粘度,吸积通过角动量输运进行。我们发现,辐射和角动量的相互作用显着抑制吸积,即使在赤道阴影区的辐射反馈减弱。吸积速率是O(alpha)\sim O(0.01-0.1)乘以Bondi值,其中alpha是粘度参数。通过发展一个分析模型,我们表明,这样一个巨大的减少吸积率持续,除非角动量是如此之小,相应的离心半径是\lesssim 0.04倍的邦迪半径。我们认为,考虑到本文提出的角动量势垒,黑洞很难通过快速质量吸积快速增长。
2018-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spontaneous Formation of Outflows Powered by Rotating Magnetized Accretion Flows in a Galactic Center
我们使用轴对称磁流体动力学模拟研究了如何通过旋转的弱磁化吸积流驱动外流到一个超大质量黑洞上。我们提出的模型侧重于在史瓦西半径和银河系尺度之间的中间尺度上的吸积动力学,这是$\sim$ 1-100 pc。我们证明了在秒差距尺度上形成的旋转盘通过吸积获得极向磁场,这在某个点产生不对称的双极流出。外流的形成被发现遵循磁盘表面(磁泡)周围的强磁化区域的增长。双极流出在膨胀的气泡内持续增长。我们从理论上推导了磁泡的生长条件,对应于流出增长的必要条件。我们发现双极外流的南北不对称结构起源于吸积流在盘外缘激发的复杂运动。双极流出包括多个微型流出和下行(失败流出)。微型外流来自磁集中(磁补丁)。磁块表现出向内漂移的运动,从而使流出不稳定。我们证明,向内漂移可以使用一个简单的磁补丁模型,考虑磁角动量提取建模。这项研究可能有助于了解如何不借助吸积盘的强辐射或射电喷流(如射电宁静活动星系核NGC 1377中的分子外流)的夹带,在超大质量黑洞周围产生具有复杂子结构的非对称和非稳态外流。
2021-11-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Massive Outflows Driven by Magnetic Effects in Star Forming Clouds with High Mass Accretion Rates
利用三维磁流体动力学模拟研究了星周盘的质量吸积速率与磁驱动风的质量喷射速率之间的关系。使用一个具有不同的热能与引力能之比的球形云核来定义初始条件,它决定了物质在圆盘上的吸积速率,然后计算了几个云核在原恒星形成后大约10^4年的外流传播。只有当初始云核的磁能与引力能相当时,质量抛射率和吸积率才具有可比性。因此,在强磁性的云中,更高的质量吸积率自然会产生大质量的原恒星和大质量的外流。模拟的外流质量、动量、动能和动量通量与观测结果吻合良好,表明大质量恒星的形成机制与低质量恒星相同,但需要非常强的磁场来发射大质量外流。
2017-04-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Role of Outflow Feedback on Accretion of Compact Objects in Accretion Disk of Active Galactic Nuclei
本文研究了活动星系核盘中致密天体的吸积过程,发现超爱丁顿吸积产生的外流反馈会间歇性截断吸积,显著降低黑洞和中子星的质量增长率,使AGN盘免受剧烈吸积破坏。
2023-03-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Gravitational Wave Bursts and Electromagnetic Counterparts from Merging Stellar Black Hole Binaries
最近LIGO/Virgo对双星黑洞(BBH)合并产生的引力波(GW)的探测,特别是对可能与类星体有关的GW 190521的探测,重新激发了人们对活动星系核(AGN)作为合并BBH工厂的兴趣。在超大质量黑洞(SMBH)吸积盘的稠密气体环境中,由大质量恒星演化而来的致密天体被大质量包层包裹而形成吸积改性星(AMS)。我们发现,大多数AMS形成双星由于相互之间的引力相互作用,在径向迁移的SMBH磁盘,形成BBHS内的AMS。当BBH诞生时,它的轨道最初由SMBH的潮汐力矩控制。Bondi吸积以超爱丁顿速率自然发展,然后控制其轨道的演化。我们发现,邦迪吸积导致有效地删除的轨道角动量的二元,其最终合并产生GW爆发。与此同时,Blandford-Znajek机制泵出合并BH的自旋能量以产生电磁对应物(EMC)。此外,超爱丁顿吸积到BBH发展强大的外流,并触发邦迪爆炸,这表现为一个EMC的GW爆发,这取决于吸积流的粘度。Bondi球的热辐射是电磁兼容的一种。BBH以LIGO可访问的频率$\sim 10^{2}\,$ Hz辐射GW。
2021-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Suppressing hot gas accretion to supermassive black holes by stellar winds
我们认为,Bondi吸积过程的基本假设之一,吸积对象有零压力,可能不成立,在许多星系,因为恒星的恒星风所施加的压力,中央超大质量黑洞(SMBH)。因此,Bondi吸积不能用在这些情况下,例如NGC 3115星系。这些高速恒星的风被冲击到高于星系维里温度的温度,导致在中心附近形成一个大小约为0.1-10 pc的热泡。这种热气泡可以大大降低SMBH的质量吸积速率。如果热气泡的密度低于星际介质(ISM)的密度,则形成密度反转层。随着气体在X射线辐射中失去能量,最终更多的冷却冲击恒星风将被吸积到SMBH中。这一吸积将是冷团块。因此,经过数百万年的活动星系核低活动期后,活动星系核将发生更强的活动,这将加热并排出气体,就像冷却流团一样。除了Bondi过程的其他问题外,我们的研究结果还表明Bondi吸积与星系和小星系群中冷却流以及星系形成过程中AGN的反馈无关。
2013-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Discovery of a Flat-Spectrum Radio Nucleus in NGC 3115
早型星系NGC 3115距离我们10.2 Mpc,拥有最近的10亿太阳质量的黑洞。Wong等人最近推断出在黑洞附近有一个相当大的邦迪吸积率。类邦迪吸积被认为是流出的燃料,可以通过它们的无线电发射来追踪。本文报道了在NGC 3115中发现的一个射电核,其直径小于0.17角秒(8.4 pc),在8.5 GHz处的光度为3.1 x 10^35尔格/秒,光谱平坦(α = -0.23+/-0.20,通量密度~频率^α)。射电源与星系的光心和候选X射线核相吻合。发射是无线电响亮的,表明存在规模小于10 pc的外流。在这样的尺度上,由于外流的中断,邦迪吸积可能会受到加热的阻碍。
2012-09-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Slowly Rotating Accretion Flow Around SMBH in Elliptical Galaxy: Case With Outflow
本研究数值求解椭圆星系中心超大质量黑洞周围含外流的缓慢旋转吸积流,区分超音速与亚音速区,发现外流显著提升外部径向速度,并考虑星系势与反馈效应。
2023-06-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Episodic accretion constrained by a rich cluster of outflows
原恒星的吸积历史仍然是广泛神秘的,即使它代表了理解导致恒星形成的原恒星坍缩的最佳方法之一。分子流出在这里被用来描述原恒星吸积阶段在W 43-MM 1。在W 43-MM 1原星团主机足够数量的原恒星统计调查分子外流在一个单一的,均匀的区域。我们使用CO(2-1)和SiO(5-4)线数据管,作为2000 AU分辨率的ALMA镶嵌图的一部分,来寻找原恒星流出,评估环境对这些流出的影响,并限制W 43-MM 1的流出变化。我们发现了一个由46个外流叶组成的丰富星团,由27颗质量为1-100 Msun的原恒星驱动。这些外流叶发展的复杂环境对它们的长度有一定的影响,限制了使用外流的动力学时标作为高动力学和变化条件下的云的喷射时标的代理的有效性。我们进行了详细的研究,位置-速度(PV)图的流出,揭示了明确的事件,幕式喷射。W 43-MM 1外流的时间变化是一个总的趋势,比附近的低到中等质量恒星形成区更普遍。在两个喷出物之间发现的典型时间尺度,大约500年,与附近原恒星中发现的时间尺度一致。如果喷射幕反映了吸积过程中的变化,要么原恒星吸积更易变,要么幕在高质量恒星形成区比在附近的云层更容易检测到。在吸积事件之间发现的时间尺度可能是由盘的不稳定性造成的,与高质量恒星形成核心的动力学环境所产生的流入气体的爆发有关。
2020-02-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Prospects for AGN Studies with AXIS: AGN Fueling -- Resolving Hot Gas inside Bondi Radius of SMBHs
本文阐述 AXIS 凭借高角分辨率和更大集光面积,解析大样本 AGN 超大质量黑洞 Bondi 半径内外热气体的多相结构、混乱吸积与反馈外流。
2024-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion rates and radiative efficiencies of Sagittarius A* and nearby supermassive black holes estimated using empirical relations: Implications for accretion models
本文利用两条经验关系估算了人马座A*及四个邻近星系超大质量黑洞的吸积率和辐射效率,发现质量流入率与Bondi吸积率吻合,但辐射效率远高于模型预期且随吸积率降低而升高,从而对ADIOS和CDAF等吸积模型提出挑战。
2023-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Failed and delayed protostellar outflows with high mass accretion rates
利用三维磁流体动力学模拟方法研究了在$\sim10^{-5}-10^{-2} {\rm M}_\odot$ yr $^{-1}$范围内不同质量吸积率下原恒星外流的演化。在具有$B_0 \gtrsim B_{\rm 0, cr}$ $=10^{-4} (M_{\rm cl}/100 {\rm M}_\odot){\rm G}$的强磁化云中总是出现一个强大的外流,其中$M_{\rm cl}$是云质量。当云具有较弱的磁场时,外流不会以高质量吸积率迅速发展。在某些情况下,中等磁场$B_0$略小于$B_{\rm 0,cr}$,外流增长被抑制或延迟,直到下落包层消散和原恒星系统周围的冲压压力显着降低。在这样的环境中,外流开始增长,并达到一个大的距离,只有在后期吸积阶段。另一方面,当大质量的$(\gtrsim 100 {\rm M}_\odot)$初始云被$B_0 \lesssim 100 μ{\rm G}$弱磁化时,原恒星外流不能演化,最终被强大的冲压压力坍缩。失败的外流产生了一个由磁压支撑的环形结构,并包围了原恒星和磁盘系统。我们的研究结果表明,高质量的恒星只形成在强磁化的云,如果所有的高质量的原恒星拥有一个明确的外流。如果我们在演化的原恒星周围观察到非常弱或没有外流,这意味着强磁场不一定是大质量恒星形成所必需的。在任何情况下,我们都可以从外流的观测中限制高质量恒星的形成过程。
2020-10-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass Accretion Rate of Rotating Viscous Accretion Flow
跨音速球形吸积流在致密物体(如黑洞)上的质量吸积率称为邦迪吸积率(Mdot_B),它只由外边界气体的密度和温度决定。但大多数关于吸积盘的工作都把质量通量看作是一个给定的参数,而这个参数与外界条件之间的关系是不确定的。在细长的α盘的框架内,我们构造了旋转的粘性热吸积流的全局解,并确定了其质量吸积率作为外边界处气体的密度、温度和角动量的函数。我们发现,低角动量流类似于球形Bondi流,其质量吸积率接近外边界处相同密度和温度下的Bondi吸积率。另一方面,高角动量流是具有平流的常规热吸积盘,但其质量吸积速率可以显著小于具有相同边界条件的Bondi吸积速率。我们还发现,当外边界温度等于维里温度时,当α =0.01时,只有0.05 ~< mdot ~< 1存在解,其中mdot==Mdot/Mdot_B.无量纲质量吸积率与外边界半径基本无关,与外边界角动量成反比,与粘性参数成正比,当0.1 <mdot < 1时,mdot = 9.0 α/λ,其中无量纲角动量测量值λ == l_out/l_B是以l_B == GM/ c_{s,out}为单位的外边界处气体的比角动量l_out,以及$c_{s,out}$是外边界处的等温声速。
2009-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Protostellar Outflows and Radiative Feedback from Massive Stars. II. Feedback, Star Formation Efficiency, and Outflow Broadening
我们进行二维轴对称辐射流体动力学模拟,以评估流出和辐射力反馈的影响,从大规模的原恒星通过改变原恒星流出开始时,喷射吸积率的比率,和广角盘风分量的强度。恒星形成效率,即恒星最终质量与初始核心质量之比,主要由辐射力和外流与吸积率之比决定。增加这个比率会产生三个影响:首先,原恒星在任何给定时间都增长得更慢,亮度更低,从而降低辐射反馈。第二,流出物清除的双极空腔更大,进一步减少了盘和核心尺度上的辐射反馈。第三,更高的动量外流从坍缩的包层中扫起更多的物质,通过夹带减少了原恒星的潜在质量库。恒星的形成效率随着喷射率与吸积率之比的变化而变化,从非常弱的流出流的50%到非常强的流出流的20%。在低密度双极腔和高密度吸积盘之间的纬度上,广角盘风带走了一些气体,否则这些气体将成为吸积流的一部分;然而,改变这些广角盘风的强度,最终的恒星形成效率只会改变+/-6%。对于所有的情况下,双极流出腔的开口角保持在20度以下,在早期的原恒星吸积阶段,迅速增加到65度的辐射压力反馈的发病。
2016-09-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
A Generalised Bondi Accretion Model for the Galactic Centre
我们开发了一个分析,稳态模型的气体环境在静止的星系核。我们假设质量是由一个球对称分布的恒星风不断提供的,而重力完全是由于一个中心的超大质量黑洞。我们表明,在一些有限的半径,开普勒速度是可比的风速,体积速度消失。在该半径以下产生的物质将被吸积到黑洞上,而在它之外的物质将逃离系统。在某些条件下,流动在两个区域都可能变成超音速.我们获得的流体动力学变量的径向轮廓,并验证它们使用随时间变化的流体动力学模拟。我们描绘的条件下,辐射冷却可以忽略不计,并预测从这样一个系统的自由自由X射线发射的光度和光谱。我们讨论我们的解决方案,我们自己的银河系中心和其他静止的星系核的应用。
2018-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hyper-Eddington accretion flows onto black holes accompanied by powerful outflows
我们进行二维辐射流体动力学模拟吸积流到黑洞(BH)在原星系核,并研究的影响,机械和辐射反馈的快速增长的黑洞。流出物将质量、动量和能量沉积到周围介质中,并防止质量吸积到BH上,导致辐射输出减少。我们发现,当BH是嵌入在一个致密的气体核心,电离辐射衰减低效率的BH饲料由于机械反馈几乎不影响的气体动力学在BH引力球的影响,从中性气体的强烈流入发生在速率大大超过爱丁顿限制,而不受光电离和加热。由于快速吸积BH驱动的外流的机械功率足够强,双极外流完全抽空了极地地区周围的气体,但通过赤道地区的质量流入保持BH吸积率高达$\sim 300-10^3~\dot{M}_{\rm Edd}$,这是由一个数量级的辐射反馈单独。此外,我们发现,快速吸积所需的临界气体密度降低了$\sim 3$的一个因素几乎独立的BH质量,当考虑机械反馈。通过研究流出模型参数(例如,张角,质量加载程度到流出,速度),我们得出结论,与天真的期望相反,更强的流出的存在导致更有效地过渡到快速吸积阶段。快速成长的黑洞将机械能与辐射光度的$\sim 0.1-1\%$一起注入到它们的宿主星系尺度中,这被用于宇宙学模拟。
2020-02-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion Flows or Outflow Cavities? Uncovering the Gas Dynamics around Lupus 3-MMS
了解物质是如何从最年轻的原恒星系统中的气体和尘埃周围的包层吸积到旋转支撑的盘上的,对于描述盘是如何形成的很重要。磁流体动力学模拟的磁化,湍流磁盘的形成通常显示螺旋状流的材料(吸积流)连接信封的磁盘。然而,在这些早期阶段的原恒星形成的吸积流仍然很差的特点,由于其低强度和可能的一些扩展的结构被忽略作为流出腔的一部分。我们使用ALMA档案数据的一个年轻的0级原恒星,狼疮3-MMS,发现四个扩展的吸积流状结构在C $^{18}$ O,遵循的边缘流出。我们做了各种类型的位置-速度切割与流出比较,发现扩展结构与流出排放不一致,而是更符合一个简单的下降模型。然后,我们使用树状图算法,以隔离位置-位置-速度空间中的五个子结构。五个子结构中有四个与我们的简单坠落模型拟合良好($>$ 95%),特定角动量介于$2.7-6.9\times10^{-4}\,$ km $\,$ s $^{-1}\,$ pc和质量坠落率$0.5-1.1\times10^{-6}\,M_{\odot}\,$ yr $^{-1}$之间。更好地描述假设的“流出腔”的物理结构对于解开真正的流出腔和吸积流是很重要的。
2021-11-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the large-scale outflows in active galactic nuclei: consequences of coupling the mass-supply rate and accretion luminosity
本文对在超大质量黑洞引力作用下,受到薄的紫外吸积盘和球形X射线日冕照射的缓慢旋转气体进行了二维流体动力学模拟。在半径约为10^-2 pc的条件下,我们假设吸积率等于质量供给率,并根据吸积率计算了系统的吸积光度。对于大半径(~10 pc)和高光度的高温气体模型,我们发现质量流出率(Mdot_out)和光度(L)之间有很强的相关性。描述Mdot_out-L关系的幂律指数(q)为q=2.0(+/-0.1),这与辐射驱动的恒星风和盘风模型非常相似。更令人惊讶的是,在大半径的高密度,我们发现稳态的吸积光度超过爱丁顿极限的解决方案。超爱丁顿吸积在赤道区域进行,并且是可能的,因为来自盘的辐射通量在赤道方向上由于几何缩短效应而显著减少。在所有模型中,流出是从亚开普勒旋转的流入驱动的。对于大半径的高温,流入发生在很宽的极角范围内,流出发生在相对较窄的极锥内。然而,对于超爱丁顿的情况下,在大半径的低温,流入持续只有非常接近赤道面,类似于一个薄吸积盘,而流出出现在一个广泛的半径和极角。这种极端流入流出解的几何形状非常类似于发光开普勒吸积盘的辐射驱动风。
2009-05-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Self-interacting Dark Scalar Spikes around Black Holes via Relativistic Bondi Accretion
通过自洽求解相对论性的Bondi吸积,研究了质量为$M$的非自旋黑洞在暗晕中的尖峰质量密度分布。我们假设暗物质在晕中的主要成分是标准模型规范单重标量。它的质量$m\simeq 10^{-5}{\rm eV}$和四次自耦合$λ\lesssim10^{-19}$被限制为与银河系暗晕的性质相容。在流体动力学极限下,我们发现吸积率从下面$\dot{M}_{\rm min}=96πG^2M^2 m^4/λ\hbar^3$有界.因此,对于$M=10^6~{\rm M}_\odot$,我们有$\dot{M}_{\rm min}\simeq1.41\times 10^{-9}~{\rm M}_\odot~{\rm yr}^{-1}$,与重子的埃丁顿吸积相比,它是次显性的。在自引力区,$ρ_0(r)$的峰密度分布不能用单幂律拟合,而可用双幂律拟合。尽管如此,我们可以分段拟合$ρ_0(r)$,并发现$ρ_0(r) \propto r^{-1.20}$靠近声视界,$ρ_0(r) \propto r^{-1.00}$朝向邦迪半径,而$ρ_0(r) \propto r^{-1.08}$用于其间的区域。这与暗物质具有类似库仑的自相互作用的更尖的$ρ_0(r) \propto r^{-1.75}$形成对比。
2022-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Jet Formation in 3D GRMHD Simulations of Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion
本研究开展首个快速旋转黑洞BHL吸积的3D GRMHD模拟,发现磁通量累积可催生相对论喷流,磁场强度影响喷流持续性,喷流效率极高且磁场会改变黑洞所受阻力。
2023-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A new hydrodynamic spherical accretion exact solution and its quasi-spherical perturbations
我们给出了一个精确的$γ=5/3$球吸积解,它将$ρ\to const.$的Bondi边界条件修改为$r\to \infty$,将$ρ\to 0$修改为$r \to \infty$。这种变化允许简单的幂律解决方案的密度和下落速度场,范围从一个冷空自由落体条件下,压力趋于零,热流体静力平衡极限没有下落速度。与Bondi解的情况一样,出现了最大吸积速率。然而,与Bondi解的$γ=5/3$情况一样,这一次没有出现音速半径,因为流动总是以恒定的马赫数为特征。在最大吸积率的情况下,这个数等于1,向冷空状态发散,并向流体静力平衡极限变为亚音速。结果表明,在极限为{ $r \to 0$ }的情况下,Bondi解趋向于新的解,{将Bondi吸积值的有效性扩展到}吸积密度分布不保持在一个固定的常数值直到无穷大的情况。然后,我们探索小偏差的球形和角动量的存在,通过分析微扰分析。这种扰动的解决方案产生了丰富的现象,通过密度和速度场的勒让德多项式,我们开始探索简单的角速度边界条件的平面和极点上的零。新的解决方案提供了补充物理洞察吸积问题一般。
2023-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.class-ph
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
Accretion of Chaplygin gas upon black holes: Formation of faster outflowing winds
本文研究了修正的Chaubergin气体在不同类型的黑洞上的吸积。修正的Chaobergin气体是暗物质和暗能量组合模型的最佳候选者之一。此外,从场论的观点来看,修正的Chaubergin气体模型等价于具有自相互作用势的标量场。我们制定的方程有关的球形吸积和盘吸积,和各自的风。相应的数值解的流动,特别是速度,并进行了分析。我们发现,修改后的Chaubergin气体的吸积风系统显着改变风的解决方案,产生更快的风,在物理参数的变化,而吸积解决方案定性保持不受影响。这意味着改性后的Chaubergin气体更容易产生外流,这是暗能量进入系统的自然结果。
2011-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of accretor size on the morphology of supersonic Bondi-Hoyle-Lyttleton accretion flows
本研究通过绝热流体动力学模拟分析不同长度尺度下吸积体大小对超声速邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积流形态、吸积率及各向异性的影响,发现吸积体大小显著影响流结构,解析霍伊尔-利特尔顿半径对捕捉大尺度特征至关重要。
2025-02-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE