浸入磁化等离子体中的 Kerr 黑洞磁层及其微扰模结构

本研究探讨了环绕一个缓慢自转、沉浸于均匀磁化无力等离子体中的黑洞的喷流状电磁构型。在第一部分，我们给出了一族能够产生喷流的稳态解。尽管这些解均满足无力方程和适当的边界条件，我们的数值实验显示从不同的初始数据出发会弛豫到一个唯一的弛豫态，因此该族中某一个成员可能优于其他成员。在第二部分，我们分析这族喷流状解的扰动，表明其微扰模呈现出类似于先前在扰动的 Blandford-Znajek 解中发现的俘获与传播两类划分。在几何光学极限下，俘获模可辨认为无力等离子体中的快磁声波，而传播波本质上是 Alfven 波。此外，在我们的分析范围内，在系统的光穿越时标（数值弛豫过程发生于此时标内）上未见到不稳定模的迹象。这一观测不利于将模不稳定性作为挑选优选解的选择机制。因此，我们的解析研究无法明确地从该族中选出一个特定解作为前述优选的终态。这仍是一个有趣的开放问题。