高能粒子准直喷流模型

日益增多的、关于不同天体物理尺度和各种环境中、以黑洞(BH)为假想中心引擎的、能量极高且高度准直的喷流的精确观测数据，应很快能让我们区分和分类当前能够描述喷流形成的理论模型。我们在理想情况下构建了一个纯引力的高能粒子完美准直喷流理论模型，其中中心引擎是质量为$M$、单位质量角动量为$a$的Kerr黑洞。我们在Weyl坐标($\rho$, $z$)下研究了无界Kerr二维测地线，这些测地线渐近于平行于$z$轴的直线，其方程为\rho =常数= \rho_{1}= [(a/M)^2+Q/(E^2-1)]^{1/2}，其存在性最近已被证明(Gariel et al., A & A, 2010)。在这些测地线上，流动着能量为$E$、具有Carter常数$Q$和（必然）角动量$L_{z}=0$的测试粒子。在双根的特殊情况下，通过研究测地线方程组的特征，我们展示了具有径向结构的喷流，其能量通量可以计算。根据喷流功率的观测数据，我们获得了任何带电或中性测试粒子的平均粒子密度、粒子流、速度和喷流的洛伦兹因子。然后，我们将这些结果数值应用于电子。我们还讨论了从内视界出发的测地线的初始条件区域。所有这些结果都源于Kerr时空结构，并强调了彭罗斯过程是高能喷流的一个可能起源。