黑洞磁环的电动力学

结合数值模拟与简单解析论证，本文得出了关于布兰德夫-扎亚克机制本质若干重要结论。我们指出，正如在Penrose机制及Punsly和Coroniti的磁流体动力学模型中所见，黑洞的 ergosphere 在该机制中发挥关键作用。球面电流由引力诱导电场驱动，该电场在ergosphere内无法通过局部产生的对等等离子体的静电分布进行屏蔽。与Membrane范例中所期待的不同，能量和角动量不仅沿着穿过事件视界的磁场线提取，还沿着穿过ergosphere的所有磁场线被提取。在相对平面对称的偶极磁配置中，力自由近似在ergosphere内失效，平面上发生强电流层。该电流层为周围力自由磁环在无穷远处供给能量和角动量。我们发现布兰德夫-扎亚克单极解是渐近稳定且因果的。我们展示了扎亚克的“视界边界条件”是快速临界面的正则性条件。