Kerr黑洞周围非旋转流动的动力学特性

决定吸积流特征的关键因素之一是其角动量。根据流的角动量，半解析分析表明各种类型的吸积解。必须使用最先进的框架（一般相对论磁性流体动力学）进行数值模拟，以测试这些解，从而了解流随不同角动量的变化方式。通过最小改变吸积环的初始条件，我们可以模拟Kerr黑洞周围稳定、低角动量吸积流。我们主要关注角动量的下限，发现角动量处于中间范围的吸积流与高或非常低角动量流有显著不同。中间角动量的吸积流在黑洞附近具有最高的密度、压力和温度，这使得观察更容易。我们发现密度和压力具有幂律标度 $\rho\propto r^{n-3/2}$ 和 $p_g\propto r^{n-5/2}$，仅在非常低角动量情况下才成立。随着流角动量的增加，它发展出非轴对称性。在这种情况下，简单的数值自相似性不再成立。我们还发现声表面随角动量的减小而远离最近稳定圆轨道。最后，我们强调，中间角动量流可能为解释银河系中心Sgr~A$^*$的复杂观测特征提供可能的解决方案。