等离子体驱动超辐射不稳定性的数值研究

在等离子体中传播的光子获得有效质量 $\mu$，该质量由等离子体频率给出，并与等离子体密度的平方根成正比。正如 Conlon 和 Herdeiro 先前所指出的，对于电子数密度 $n_e\sim 10^{-3}$ cm$^{-3}$（如星际介质中测得的那些），等离子体诱导的有效质量为 $\mu \sim 10^{-12}$ eV。这将导致质量为数十太阳质量的旋转黑洞产生超辐射不稳定性。该图像的一个明显问题是，由于吸积，黑洞附近密度远高于星际介质。我们进行了旋转黑洞周围具有密度向黑洞增加以模拟吸积效应的等离子体的超辐射不稳定性数值模拟。虽然我们确认在黑洞附近等离子体密度足够低时会出现超辐射不稳定性，但我们发现天体物理上现实的吸积盘不太可能引发此类不稳定性。