Kerr-Taub-NUT 时空中相对论吸积流的研究

我们研究了 Kerr-Taub-NUT（KTN）时空中相对论的、稳态、轴对称、低角动量、无黏、平流、几何薄吸积流的性质，该时空由 Kerr 参数（$a_{\rm k}$）与 NUT 参数（$n$）刻画。依 $a_{\rm k}$ 与 $n$ 取值，KTN 时空表示黑洞或裸奇点。我们求解描述 KTN 时空中相对论吸积流的支配方程，并针对 KTN 黑洞得到以流的能 $({\cal E})$ 与角动量 $(\lambda)$ 表示的所有可能整体跨声速吸积解。我们确定了在 $\lambda-{\cal E}$ 平面上允许流具有多个临界点的 KTN 黑洞参数空间区域。我们考察了 $a_{\rm k}$ 与 $n$ 对参数空间的修正，发现 $a_{\rm k}$ 与 $n$ 在决定参数空间上作用相反。这清楚表明 NUT 参数 $n$ 有效缓解了黑洞自转在决定吸积流结构上的效应。进一步，我们计算了 KTN 黑洞周围吸积解对应的最大盘光度（$L_{\rm max}$），针对给定的一组 $a_{\rm k}$ 与 $n$。此外，我们还研究了裸奇点周围所有可能的流拓扑，发现裸奇点周围存在流不可达的区域。我们研究了裸奇点的临界点性质，发现流至多具有四个临界点。最后，我们得到裸奇点多临界点的参数空间，发现随着 $a_{\rm k}$ 增大，参数空间收缩并移向更低 $\lambda$ 与更高 ${\cal E}$ 一侧，最终消失。