形变 Kerr 时空中吸积流的性质

我们在广义相对论框架下研究了形变 Kerr 时空中低角动量、无黏性、平流吸积流的性质。我们求解了描述流动运动的控制方程，其输入参数分别为能量（$E$）、角动量（$\lambda$）、自旋（$a_{\rm k}$）和形变参数（$\varepsilon$）。我们发现全局跨声速吸积解在非 Kerr 时空中依然存在。根据输入参数的不同，吸积流会发生激波跃迁，并且我们发现诱生激波的吸积解在 $\lambda-E$ 平面的广阔参数空间范围内都存在。我们考察了激波参数空间随 $\varepsilon$ 的修正，发现随着 $\varepsilon$ 增大，参数空间的有效区域缩小，并逐渐向更高 $\lambda$ 和更低 $E$ 的域移动。此外，我们在文献中首次注意到，当时空形变显著大时，零角动量吸积流也会出现激波跃迁。有趣的是，超过临界极限 $\varepsilon^{\rm max}$ 后，中心天体的性质从黑洞（BH）变为裸奇点（NS），并且我们将 $\varepsilon^{\rm max}$ 识别为 $a_{\rm k}$ 的函数。进一步，我们也考察了裸奇点周围的吸积解及其性质。最后，我们指出了当前形式体系在天体物理应用中的意义。