磁囚禁热吸积流中的喷流：几何、功率与黑洞自转减慢

我们展示了九次辐射低效磁囚禁盘(MADs)在不同黑洞自旋参数 $a_*$ 取值下的模拟结果：$-0.9$、$-0.7$、$-0.5$、$-0.3$、0、0.3、0.5、0.7 和 0.9。每次模拟运行至 $t \gtrsim 100,000\,GM/c^3$，以确保盘在较大半径处达到流入平衡。我们发现 MAD 盘的饱和磁通量水平以及随之而来的喷流功率强烈依赖于黑洞自旋，证实了先前的结果。顺行盘的饱和相对磁通量远高于其逆行对应体，并具有更强大的喷流。具有自旋黑洞的 MAD 自然发射出具有广义抛物面轮廓的喷流，其宽度随距黑洞距离的幂次变化。在距离 up to $100\;GM/c^2$ 范围内，幂律指数为 $k \approx 0.27-0.42$。盘-喷流几何与无量纲磁通量之间存在强关联，导致顺行系统相比逆行性系统显示出更薄的赤道吸积流和更宽的喷流。顺行与逆行 MAD 在盘变率上也呈现不同趋势：吸积率变率随 $a_*>0$ 时自旋增大而增大，而在 $a_*\lesssim 0$ 时几乎恒定；磁通量变率则呈现相反趋势。MAD 态中的喷流从黑洞移除的角动量多于吸积所得，有效地使黑洞自转减慢。若自然界中 MAD 系统的强大喷流是持续性的，这种角动量损失将在宇宙时间尺度上显著降低黑洞自旋。