洛伦兹对称性破缺下旋转黑洞的磁重联与能量提取

在Penrose过程和Blandford-Znajek机制中，黑洞（BH）的旋转能量分别通过粒子裂变和磁张力被提取。近来，受等离子体天体物理中称为磁重联（MR）的基本特性启发，Comisso和Asenjo提出了一种基于能层内磁场线快速重联的新能量提取机制。本文中，我们研究在背景bumblebee矢量场导致洛伦兹对称性破缺的快速旋转BH能层中由MR引起的能量提取。所求旋转BH解通过洛伦兹对称性破缺（LSB）参数$l$区别于标准Kerr BH，该参数源于具有非零真空期望值的bumblebee场与引力间的非最小耦合。我们发现，对于弱磁化等离子体环绕的快速旋转BH，在背景中引入$l<0$有利于通过MR进行能量提取，其程度低于Comisso和Asenjo所预期的情形。我们的分析稳健地表明，在LSB参数为负（$l<0$）时，通过快速MR的能量提取功率与等离子体加速过程效率均优于Comisso-Asenjo解。相较于底层背景产生的Blandford-Znajek机制，我们也证明若$l<0$，MR是更高效的能量提取机制。