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旋转黏性亚 Kepler 亚声速吸积盘的动力学特性

高能天体物理现象 2025-09-25 v1

摘要

我们使用轴对称黏性流体动力学模拟研究了接近亚 Kepler 亚声速吸积流随时间演化的行为。我们采用半解析分析得到的边界值进行仿真,并构建了三个不同的模型。两个模型的半解析分析均不预测吸积冲击波,而第三个模型则预测了冲击波。我们还考虑了辐射冷却和黏性的综合作用。我们的二维模拟偏离了一维半解析解,并在所有三个模型中均出现了冲击波。黏性耗散倾向于将冲击波前端推向外部,而辐射冷却则将其推向内部。此外,引力具有吸引性。 Depending on 所有三个过程的相对强度,可能触发冲击波振荡。不同层次中角动量输运的不同速率可能引发涡旋,这些涡旋将增强冲击波振荡。我们指出,任何简单的幂律都不能近似这些解。我们发现,热的和更高角动量流需要更高的黏性才能产生振荡性冲击波。从光度随时间的变化来看,冲击波振荡在假设黑洞质量为十太阳质量的情况下,可在亚赫兹至几赫兹频率范围内产生 QPO。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.19934,
  title  = {Dynamical properties of oscillating, viscous, transonic accretion disks around black holes},
  author = {Sanjit Debnath and Indranil Chattopadhyay and Raj Kishor Joshi and Philippe Laurent and Priyesh Kumar Tripathi and M. Saleem Khan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19934},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in ApJ, 15 pages, 9 figures