从克尔黑洞发射相对论性喷流的磁连接模型

我们提出了一个模型，用于从吸积的克尔黑洞（BH）发射活动星系核（AGN）中的相对论性喷流，作为时空旋转的效应，其中能层内吸积盘的引力能量（可以通过连接黑洞与吸积盘的闭合磁力线（BH-盘磁连接）将黑洞旋转能量转移到盘上而增加）被转化为喷流能量。BH-盘磁连接的主要作用是在质量吸积率非常低时为喷流提供能量来源。我们假设喷流是从BH能层内的吸积盘发射的，在那里时空的旋转效应变得更强，并通过磁过程进一步加速。时空的旋转将一部分盘能量（即盘的引力能量加上通过磁连接沉积到盘中的BH旋转能量）引导到一群从盘表面逃逸的粒子中，这些粒子以喷流的形式带走质量、能量和角动量，使得剩余的盘气体得以吸积。在自旋功率极限下，这里提出的模型可以被视为Blandford-Znajek机制的一个变体，其中BH旋转能量被转移到能层内的吸积盘，然后用于驱动喷流。我们使用广义相对论守恒定律来计算自旋参数$a_* \geqslant 0.95$的黑洞的喷流质量流率、喷流发射功率以及喷流传输的角动量。我们发现，如果质量吸积率大于$\dot{m} \sim 0.001$，则可以达到BH的稳态（$a_* =$ 常数）。此外，当使用BH自旋功率时，最大AGN寿命可以远长于$\sim 10^{7}$年。