史瓦西黑洞周围抛物面磁层中的带电粒子动力学

研究带电粒子在引力与磁场联合作用下的动力学，可为黑洞周围的天体物理过程提供重要理论见解。在本文中，我们探讨史瓦西黑洞周围抛物磁场构型中的带电粒子动力学，因为黑洞周围磁场线的抛物面形状已由数值模拟充分佐证，并得到相对论性喷流观测的支持。通过分析有界轨道的稳定性并采用有效势方法，我们展示了沿对称轴存在稳定的圆偏赤道轨道的可能性。我们还展示了辐射反作用力对带电粒子动力学的影响，特别是对运动的混沌性、Poincaré 截面、振荡频率以及发射的电磁谱的影响。应用于开普勒吸积盘时，我们表明在抛物磁场构型中，若考虑辐射反作用与电磁-吸积盘相互作用，薄吸积构型可能被破坏或转变为厚的环面结构。通过计算辐射带电粒子轨迹的傅里叶谱，我们发现辐射反作用力不影响主频峰，但会降低高次谐波，使谱在高频率范围内更平坦和稀疏。