旋转黑洞周围穿透视界的跨声速吸积盘

利用在事件视界处无坐标奇点的 Kerr-Schild 坐标，给出了旋转黑洞周围跨声速吸积盘与流的定常流体力学方程。我们采用两种因果黏滞律，并在声速点处给出了跨声速吸积流的边界条件。对于其中一种因果黏滞律，我们还在黏滞点处添加了边界条件，在该点吸积径向速度几乎等于黏滞扩散速度。基于跨声速吸积盘的理论体系，在给出跨声速解的计算方法之后，针对几种吸积流模型计算了平滑穿过事件视界的穿透视界的跨声速解：理想等温流、理想与黏滞多方流、具有相对论状态方程的径移主导吸积流(ADAFs)、绝热吸积盘、标准吸积盘、超临界吸积盘。这些解是在非旋转与旋转黑洞下均获得的。计算得到的吸积流在视界处或视界内部甚至以小于光速的有限三维速度坠入黑洞，并且视界处吸积流的角速度通常不同于由黑洞旋转引起的参考系拖曳角速度。这些特征与使用在视界处存在坐标奇点的 Boyer-Lindquist 坐标所得结果形成了对比。