基于扩展磁流体力学的克尔黑洞吸积盘演化

据信，吸积率远低于爱丁顿率的黑洞具有几何厚、光学薄、旋转支撑的吸积盘，其中库仑平均自由程远大于 $GM/c^2$。在此环境中，吸积盘演化可能与理想磁流体力学预测显著不同。我们展示了围绕旋转黑洞的几何厚盘的非理想全局轴对称模拟。模拟使用新代码 ${\rm\it grim}$ 进行，该代码演化一个协变扩展磁流体力学模型，该模型通过将非理想效应视为理想磁流体力学的扰动而导出。非理想效应通过沿磁力线的热传导以及平行于和垂直于磁力线的压力差来建模。该模型依赖于盘中由波粒散射和速度空间（镜面(mirror)与软管(firehose)）不稳定性产生的有效碰撞率。我们发现压力各向异性增长至与磁压匹配，此时由于镜面不稳定性而饱和。压力各向异性产生向外的角动量输运，其量级与盘中 MHD 湍流相当，并导致喷流壁处温度显著升高。我们还发现，至少在我们的轴对称模拟中，热传导对吸积盘演化影响很小，因为 (1) 热通量被限制为平行于磁场，而磁场接近于垂直于温度梯度；(2) 热通量被镜面不稳定性相关的有效碰撞率增加所阻断。