浮力与彭罗斯过程从旋转黑洞产生喷流

天体物理喷流形成的确切机制尚不清楚。人们认为必要的要素是一个旋转（Kerr）黑洞和一个磁化吸积等离子体。我们将吸积等离子体建模为磁通量管/弦的集合。如果这样的通量管落入 Kerr 黑洞，其前端部分会随着弦的制动而损失角动量和能量，为了补偿这一损失，动量和能量被重新分配到通量管的后端部分。我们发现浮力产生了一个沿自转轴排列的显著螺旋磁场结构。沿磁力线，等离子体被离心加速至接近光速。这一过程导致通量管无限拉伸，因为管的一部分继续落入黑洞，同时另一部分被向外推。最终，重联切断了通量管，内部部分填充了新物质，而外部部分形成了准直的泡状结构相对论喷流。每个等离子体团可被视为彭罗斯机制中的出射粒子：它携带从黑洞提取的旋转能量离开，而具有相应负能量的下落部分则留在能层内。