相对论 regime 下的天体物理喷流:热驱动与辐射驱动

我们研究了黑洞周围辐射驱动喷流的效率。在辐射驱动中纳入广义相对论后,我们还表明辐射场以非线性方式受强引力场影响,使得广义相对论分析更为重要。我们在靠近喷流基部的喷流中获得了内部激波,这是喷流截面非锥形以及辐射场对喷流动力学性质的结果。内部激波的理论证据具有重要意义,因为这是解释射电源能谱高能尾所必需的。在热驱动与辐射驱动下,电子-正电子成分的喷流达到相对论速度,洛伦兹因子可达 $\gamma \sim 10$,而对于电子-质子成分,在发光吸积盘情况下为 $\gamma \sim 2$。我们还表明活动星系核(AGN)周围的河外喷流比微类星体周围的喷流更快。我们获得,通过康普顿散射,以非相对论温度产生的相对论喷流被有效加热至高达 $T \sim 10^{11-12} \rm K$ 的温度。此外,我们获得了具有相对论末端速度的跨声速解,对应于喷流在基部处的束缚态(即广义伯努利参数 $E < 1$),此时引力主导于热驱动。在汤姆孙散射 regime 下无法获得跨声速解。这表明辐射实际上具有更大作用,它不仅加速喷流的非束缚物质,而且即便在没有如热加速等其他加速机制的情况下加速依然有效。我们详细分析了喷流变量对各种参数的依赖,如等离子体成分、吸积盘磁压、光度、吸积率、喷流几何与喷流发射能量等。