A região de mergulho dos discos de acreção finos ao longo da faixa de rotação do buraco negro

Calculamos e testamos modelos analíticos para a dinâmica da região de mergulho, termodinâmica e campos magnéticos contra simulações de magnetohidrodinâmica relativística geral global 3D dedicadas de discos de acreção finos em torno de buracos negros. Descobrimos que a dinâmica do fluido em mergulho se assemelha muito à de um mergulho geodésico dominado pela gravidade, com melhor concordância em giros baixos.

Encontramos uma boa concordância entre a estrutura termodinâmica e as quantidades simuladas em toda a faixa de spin. Finalmente, desenvolvemos um novo modelo para os campos magnéticos na região de mergulho que assume um fluxo geodésico fixo, no qual os campos magnéticos são congelados.

No geral, nossas simulações estão em boa concordância com este modelo, embora com algumas discrepâncias que sugerem um grau de dissipação de MHD não ideal. Investigamos como as tensões do MHD na região de mergulho dependem do spin do buraco negro, interpretando nossos resultados através das lentes do nosso modelo de congelamento de fluxo.

Descobrimos que a magnitude da tensão aumenta à medida que o giro do buraco negro aumenta na direção progressiva. Esta questão é de particular importância para observadores que desejam determinar o spin do buraco negro a partir de medições de raios X do disco de acreção interno, uma vez que uma solução de baixa tensão e alta rotação degenera com uma solução de alta tensão e baixa rotação.

A relação spin-estresse que relatamos é aproximadamente ortogonal ao contorno dos pares degenerados de spin-estresse, indicando que a degeneração não é fundamental. Mostramos isso explicitamente para o caso do M33 X-7.

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