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邦迪-霍伊尔-利特尔顿吸积的3D GRMHD模拟中的喷流形成

高能天体物理现象 2023-06-14 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

穿越均匀气体介质的黑洞(BH)由邦迪-霍伊尔-利特尔顿(BHL)吸积描述。若介质磁化,则黑洞可产生相对论性外流。我们使用H-AMR代码执行了BHL吸积到快速旋转黑洞上的首次3D广义相对论磁流体动力学模拟,主要改变了穿过介质的背景磁场强度。我们发现 ensuing 吸积持续将磁通量拖向BH,其在事件视界附近积累直至在动力学上变得重要。取决于背景磁场强度,BH有时可发射相对论性喷流,其功率足够高以钻出内吸积流,被迎风弯曲并逃逸至大距离。虽然在较强背景磁场下喷流被连续供能,在较弱场强下它们间歇性地开启和关闭,取决于事件视界附近波动的气体和磁通量分布。我们发现喷流达到约100-300%的极高效率,即使在没有吸积盘的情况下。我们还计算了气体施加于BH的拖曳力,发现磁场的存在使拖曳力比非磁化BHL吸积效率低得多,且有时变为负值,加速而非减慢BH。我们的结果将经典BHL吸积扩展至穿越磁化介质运动的旋转BH,并证明该环境中的吸积和拖曳被显著改变。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.11753,
  title  = {Jet Formation in 3D GRMHD Simulations of Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion},
  author = {Nicholas Kaaz and Ariadna Murguia-Berthier and Koushik Chatterjee and Matthew Liska and Alexander Tchekhovskoy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11753},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 9 figures, accepted to ApJ