Formación de Chorros Relativistas a partir de Discos de Acreción Magnetizados de Agujeros Negros: Método, Pruebas y Aplicaciones de un Código Numérico Magnetohidrodinámico General Relativista

Se observan chorros relativistas tanto en núcleos galácticos activos (AGN) como en "microcuásares" en nuestra Galaxia. Se cree que estos chorros relativistas son expulsados de la vecindad de los agujeros negros. Para investigar el mecanismo de formación de estos chorros, hemos desarrollado un nuevo código magnetohidrodinámico (GRMHD) general relativista. Informamos sobre los métodos básicos y cálculos de prueba para verificar si el código reproduce algunas soluciones analíticas, como un choque estacionario y un disco kepleriano con una corona que cae en estado estacionario o con una corona en equilibrio hidrostático. Luego aplicamos el código a la formación de chorros MHD relativistas, investigando la dinámica de un disco de acreción inicialmente atravesado por un campo magnético poloidal uniforme en una corona no rotativa (ya sea en una caída en estado estacionario o en equilibrio hidrostático) alrededor de un agujero negro no rotativo. Los resultados numéricos muestran lo siguiente: a medida que pasa el tiempo, el disco pierde momento angular como resultado del frenado magnético y cae en el agujero negro. El movimiento de caída del disco, que es más rápido que en el caso no relativista debido a los efectos de la relatividad general por debajo de 3rS (rS es el radio de Schwarzschild), se desacelera fuertemente alrededor de r = 2rS por la fuerza centrífuga para formar un choque dentro del disco. El campo magnético se retuerce fuertemente por la rotación diferencial, y el plasma en la región chocada del disco es acelerado por la fuerza J × B para formar chorros relativistas bipolares. Además, e interior a este chorro impulsado magnéticamente, también encontramos un chorro impulsado por presión de gas expulsado de la región chocada por la fuerza de presión de gas. Esta estructura de chorro en dos capas se forma no solo en el caso de la corona hidrostática, sino también en el caso de la corona en caída en estado estacionario.