黑洞磁层中的黎曼求解器与阿尔文波
高能天体物理现象
2016-09-19 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
在旋转黑洞的磁层中，流入的等离子体必须穿过一个内阿尔文临界面(IACS)。在IACS内部，阿尔文波指向黑洞向内传播。时空活动区（ergosphere，能层）的大部分固有体积位于IACS内部。电荷与完全横向动量流（垂直于波法线和未扰动磁场的动量流）都仅由阿尔文偏振决定。因此，对于黑洞磁层的数值模拟而言，最小化阿尔文波的耗散十分重要。耗散波的元素出现在相邻网格中而与IACS无关，没有机制能阻止阿尔文信息向外穿越。因此，数值耗散会影响模拟磁层如何获得与旋转磁场相关的显著Goldreich-Julian电荷密度。为了帮助在相对论数值模拟中最小化阿尔文波耗散，我们构建了一个称为HLLI的一维黎曼求解器，它包含了阿尔文间断和接触间断。我们还构建了一个称为MuSIC的多维黎曼求解器，能够在多维中实现阿尔文波的低耗散传播。高阶格式在降低阿尔文波数值耗散方面的重要性也被记录在案。
引用
@article{arxiv.1603.01636,
title = {Riemann Solvers and Alfven Waves in Black Hole Magnetospheres},
author = {Brian Punsly and Dinshaw Balsara and Jinho Kim and Sudip Garain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.01636},
year = {2016}
}
备注
Published in Computational Astrophysics and Cosmology