M87 中的旋转磁层、抛射盘与磁层顶：I 质量、角动量、能量与电流的整体流

我们解读了事件视界望远镜对 M87 中黑洞的 1.3mm VLBI 观测。提出所观测到的环状环并非吸积气体环，而是一个旋转的、磁主导的能层磁层（ergomagnetosphere），它可通过大尺度磁力矩与小尺度不稳定性的结合将电磁角动量与能量向外传递给吸积盘。进一步提出，当不变量 $B^2-E^2$ 变为负值时，穿过能层的磁通量可通过向负能轨道高效发射长波电磁扰动来提取能量。以此方式，自旋黑洞及其能层不仅为喷流供能，也为抛射盘供能，从而驱散在邦迪半径附近供给的大部分气体。该外流呈现为 MHD 风的形式，跨越数十个半径量级，具有单向磁场，并被跨磁层顶下落的气体所准直。该风反过来准直了相对论性喷流，且从喷流鞘观测到的发射可能与返回电流相关。我们提出并讨论了一个从视界到邦迪半径尺度上质量、角动量、能量与电流整体流的模型。