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存在热传导的旋转黑洞周围磁化吸积盘质量外流的研究

高能天体物理现象 2025-09-15 v2

摘要

我们研究了在存在热传导的情况下,旋转黑洞周围一个低角动量、黏性、平流且磁化的吸积盘的质量外流。我们考虑吸积盘主要被磁场的环向分量穿过,并且一个有效势令人满意地模拟了旋转黑洞周围的时空几何。基于此,我们自洽地求解了内流和外流的耦合控制方程,并计算了在弱旋转(ak0a_{\rm k} \rightarrow 0)和快旋转(ak=0.99a_{\rm k} =0.99)黑洞周围,以内流参数即能量(E\mathcal{E})、角动量(λ\lambda)、等离子体-β\beta 和传导参数(Υs\Upsilon_{\rm s})表示的质量外流率 Rm˙R_{\dot m}(内流与外流的质量通量之比)。我们的研究结果表明,目前的框架在广泛的内流参数范围内允许产生伴随大量质量损失的耦合内流-外流解。我们观察到,无论黑洞自旋如何,Rm˙R_{\dot m} 都随 Υs\Upsilon_{\rm s} 单调增加。我们还发现,对于固定的 Υs\Upsilon_{\rm s},当内流物质的能量、角动量和磁场强度增加时,Rm˙R_{\dot{\rm m}} 会得到提升,导致外流更加显著。我们进一步通过改变内流参数估算了最大外流率(Rm˙maxR^{\rm max}_{\dot{\rm m}}),并发现在自旋 ak=0.99a_{\rm k} = 0.99 的快旋转黑洞情况下,热传导导致最大质量外流率达到 Rm˙max25%R^{\rm max}_{\dot{\rm m}} \sim 25\%。最后,我们应用我们的框架解释了 68 个射电响亮低光度活动星系核(LLAGNs)的动力学喷流功率,表明该框架在解释大量 LLAGNs 的观测喷流功率方面具有潜在前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.06209,
  title  = {Study of mass outflows from magnetized accretion disks around rotating black holes with thermal conduction},
  author = {Camelia Jana and Monu Singh and Suvendu Rakshit and Santabrata Das},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.06209},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 6 figures, To appear in JCAP