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磁化黑洞吸积盘中的辐射边缘在哪里?

天体物理学 2009-11-13 v2

摘要

黑洞吸积的广义相对论 (GR) 磁流体动力学 (MHD) 模拟在最内稳定圆轨道 (ISCO) 附近及内部发现了显著的磁应力,表明此类流的辐射方式可能与标准模型的预测显著不同,后者假设该区域不存在应力。我们提供了关于现象学上有趣的参数(如“辐射边缘”,即吸积盘中 substantial 热辐射逃逸至无穷远的最内环)如何受 ISCO 附近应力影响的估算。这些估算基于大量三维 GRMHD 模拟数据并结合 GR 光线追踪。对于慢速旋转的黑洞 (a/M<0.9a/M<0.9),辐射边缘位于标准模型预测位置的内侧,特别是在高倾角观测系统时。对于更快旋转的黑洞,这种差异较小。在固定总光度下,吸积流的特征温度比标准模型预测值高出 1.22.41.2-2.4 倍;而在固定质量吸积率下,吸积光度相应增强,幅度可从百分之几十到量级为 1。综合考虑所有这些因素,我们发现,对于固定的黑洞质量、光度和倾角,由于耗散分布的不确定性(约 3 倍因子)导致的到达遥远观测者的辐射特征温度的不确定性,大于由于完全缺乏黑洞自旋知识(约 2 倍因子)导致的不确定性;此外,基于无应力内边界条件的自旋估算提供了 a/Ma/M 的上限。

关键词

引用

@article{arxiv.0801.2974,
  title  = {Where is the Radiation Edge in Magnetized Black Hole Accretion discs?},
  author = {Kris Beckwith and John Hawley and Julian Krolik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0801.2974},
  year   = {2009}
}

备注

20 pages, 17 figures, accepted by MNRAS; major changes to original, including entirely new sections discussing characteristic temperature of black hole accretion flows and implications for measurements of black hole spin, along with substantially expanded conclusion