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旋转黑洞周围包含激波的中微子主导相对论黏性吸积流

高能天体物理现象 2025-01-14 v1

摘要

我们研究了围绕旋转恒星质量黑洞的相对论性、黏性、平流、中微子主导的吸积流(NDAFs),并考虑了中微子冷却。通过采用有效势来描述旋转黑洞周围的时空几何,我们自洽地求解了控制NDAF方程,以获得全局跨声速吸积解。我们的发现表明,根据模型参数,即能量(ε\varepsilon)、角动量(λ\lambda)、吸积率(m˙\dot{m})、黏度(α\alpha)和黑洞自旋(aka_{\rm k}),NDAFs可能包含满足Rankine-Hugoniot激波条件(RHCs)的驻立激波。利用这些激波诱导的NDAF解,我们计算了在广泛模型参数范围内的中微子光度(LνL_{\nu})和中微子湮灭光度(LννˉL_{\nu \bar{\nu}})。我们进一步计算了最大中微子光度(LνmaxL_{\nu}^{\rm max})和中微子湮灭光度(LννˉmaxL_{\nu \bar{\nu}}^{\rm max}),对于ak=0.99a_{\rm k}=0.99(0.0),得到Lνmax105153L_{\nu}^{\rm max} \sim 10^{51-53} erg s1^{-1}10485110^{48-51} erg s1^{-1})和Lννˉmax104852L_{\nu \bar{\nu}}^{\rm max} \sim 10^{48-52} erg s1^{-1}10424910^{42-49} erg s1^{-1})。这些发现表明,激波NDAF解有望解释伽马射线暴(GRBs)的能量输出。我们采用我们的NDAF模型形式来阐明五个已知红移的GRBs的观测中微子湮灭光度LννˉobsL^{\rm obs}_{\nu \bar{\nu}},并根据所考虑GRBs中心源的自旋(aka_{\rm k})估计其吸积率(m˙{\dot m})。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.07080,
  title  = {Neutrino-dominated relativistic viscous accretion flows around rotating black holes with shocks},
  author = {Amit Kumar and Sayan Chakrabarti and Santabrata Das},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.07080},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 7 figures, 1 table, To appear in the Astrophysical Journal