黑洞周围广义相对论磁流体动力学吸积流的研究

我们提出了一种新方法，用于研究在完全广义相对论（GR）框架下，稳态、轴对称、平流、几何薄、磁流体动力学（MHD）吸积流围绕黑洞的整体结构。考虑理想MHD条件和相对论状态方程（REoS），我们求解控制方程以获得所有可能的平滑全局吸积解。我们根据流参数，即能量（${\cal E}$）、角动量（${\cal L}$）和局部磁场，检查吸积物质的动力学和热力学性质。对于薄GRMHD流，我们观察到在盘赤道面上，磁场的环向分量（$b^\phi$）通常主导径向分量（$b^r$）。这明显表明环向磁场在调节盘动力学中确实起着重要作用。我们进一步注意到，除了近视界区域（磁场变得动力学重要，$\beta \sim 1$）外，盘大部分区域由气体压力（$p_{\rm gas}$）主导（$\beta = p_{\rm gas}/p_{\rm mag} > 1$，$p_{\rm mag}$指磁压）。我们观察到麦克斯韦应力的发展，最终导致盘内角动量输运。为此，我们计算了粘性参数（$\alpha$），它呈现径向变化。此外，我们检查了$\alpha$和$\beta$之间的基本标度关系，这清楚地区分了沿盘径向范围共存的两种区域。最后，我们讨论了当前形式在GRMHD模拟研究领域中的实用性。