Radiatively-driven black hole winds revisited
Radiatively-driven black hole winds revisited
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重新审视辐射驱动的黑洞风
DOI：
10.1093/mnras/stab346
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
R. Yamamoto and J. Fukue
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hanawa Tomoyuki;Kudoh Takahiro;Tomisaka Kohji;R. Yamamoto and J. Fukue
我们研究广义相对论辐射驱动的球形风，使用相对论辐射流体力学的基本方程下的时刻形式主义。利用平衡扩散近似，矩方程常常是封闭的，它有一个因果问题，而且给出了临界点。相反，我们使用具有可变爱丁顿因子f（τ，β）的闭合关系的非平衡扩散近似，其中τ是光学深度，β是由光速归一化的流速。然后，我们详细地分析了几个参数的临界性质，发现除了节块型和螺旋型临界点之外，还存在鞍型临界点。最合适的类型是鞍型，它出现在靠近黑洞的区域。我们还计算了具有典型参数的跨音速解，并表明光度几乎可以与爱丁顿光度相媲美，气体在黑洞附近迅速加速，风终端速度在0.1-0.3c的数量级上。辐射驱动黑洞风的这些结果可以应用于例如超快速流出，这被认为是从超大质量黑洞附近快速流出。
We examine general relativistic radiatively-driven spherical winds, using the basic equations for relativistic radiation hydrodynamics under the moment formalism. Moment equations are often closed, using the equilibrium diffusion approximation, which has an acausal problem, and furthermore, gives nodal-type critical points. Instead, we use the non-equilibrium diffusion approximation with a closure relation of a variable Eddington factor,f(τ, β), where τ is the optical depth and β is the flow speed normalized by the speed of light. We then analyse the critical properties in detail for several parameters, and found that there appear saddle-type critical points as well as nodal type and spiral one. The most suitable type is the saddle one appears in a region close to a black hole. We also calculate transonic solutions with typical parameters, and show that the luminosity is almost comparable to the Eddington luminosity, the gas is quickly accelerated in the vicinity of the black hole, and wind terminal speeds are on the order of 0.1–0.3c. These results of radiatively-driven black hole winds can be applied e.g. to ultra-fast outflows, which are supposed to be fast outflows from the vicinity of supermassive black holes.
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