General relativistic magnetohydrodynamic simulations of magnetically choked accretion flows around black holes

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Volumn 423, Issue 4, 2012, Pages 3083-3117

  Mckinney, Jonathan C ^a   Tchekhovskoy, Alexander ^b   Blandford, Roger D ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Accretion, accretion discs; Black hole physics; Gravitation; Hydrodynamics; Methods: numerical; MHD

Indexed keywords

BLACK HOLES; MAGNETIC FLUX; MAGNETOHYDRODYNAMICS; MAGNETOSPHERE; NUMERICAL METHODS; STARS;

ACCRETION FLOW; ACCRETION: ACCRETION DISKS; BLACK HOLE PHYSICS; BLACK HOLES; FIELD MODEL; MAGNETIC-FIELD; MAGNETOHYDRODYNAMIC SIMULATIONS; METHOD: NUMERICAL; RELATIVISTIC JETS; RELATIVISTIC MAGNETOHYDRODYNAMICS;

GRAVITATION;

EID: 84863619904     PISSN: 00358711     EISSN: 13652966     Source Type: Journal    
DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21074.x     Document Type: Article

References (204)

1. Abramowicz M. A., 2005, Astron. Nachr., 326, 782
2. Abramowicz M. A., Chen X., Kato S., Lasota J., Regev O., 1995, ApJ, 438, L37
3. Abramowicz M. A., Chen X., Granath M., Lasota J., 1996, ApJ, 471, 762
4. Agol E., Krolik J. H., 2000, ApJ, 528, 161
5. Aly J. J., Kuijpers J., 1990, A&A, 227, 473
6. Arons J., Lea S. M., 1976, ApJ, 207, 914
7. Arons J., Lea S. M., 1980, ApJ, 235, 1016
8. Babcock H. D., 1959, ApJ, 130, 364
9. Balbus S. A., Hawley J. F., 1991, ApJ, 376, 214
10. Balbus S. A., Hawley J. F., 1998, Rev. Mod. Phys., 70, 1
11. Barkov M. V., Komissarov S. S., 2008, MNRAS, 385, L28
12. Beckwith K., Hawley J. F., Krolik J. H., 2008a, ApJ, 678, 1180
13. Beckwith K., Hawley J. F., Krolik J. H., 2008b, MNRAS, 390, 21
14. Beckwith K., Hawley J. F., Krolik J. H., 2009, ApJ, 707, 428
15. Beckwith K., Armitage P. J., Simon J. B., 2011, MNRAS, 416, 361
16. Begelman M. C., 2012, MNRAS, 420, 2912
17. Beskin V., Tchekhovskoy A., 2005, A&A, 433, 619
18. Bîrzan L., Rafferty D. A., McNamara B. R., Wise M. W., Nulsen P. E. J., 2004, ApJ, 607, 800
19. Bisnovatyi-Kogan G. S., Lovelace R. V. E., 2007, ApJ, 667, L167
20. Bisnovatyi-Kogan G. S., Ruzmaikin A. A., 1974, Ap&SS, 28, 45
21. Bisnovatyi-Kogan G. S., Ruzmaikin A. A., 1976, Ap&SS, 42, 401
22. Bisnovatyi-Kogan G. S., Lovelace R. V. E., Belinski V. A., 2002, ApJ, 580, 380
23. Blandford R. D., 1976, MNRAS, 176, 465
24. Blandford R. D., Begelman M. C., 1999, MNRAS, 303, L1
25. Blandford R. D., Payne D. G., 1982, MNRAS, 199, 883
26. Blandford R. D., Znajek R. L., 1977, MNRAS, 179, 433
27. Broderick A. E., McKinney J. C., 2010, ApJ, 725, 750
28. Burnard D. J., Arons J., Lea S. M., 1983, ApJ, 266, 175
29. Cao X., 2011, ApJ, 737, 94
30. Contopoulos I., Kazanas D., 1998, ApJ, 508, 859
31. Cowling T. G., 1934, MNRAS, 94, 768
32. Cunningham A. J., McKee C. F., Klein R. I., Krumholz M. R., Teyssier R., 2012, ApJ, 744, 185
33. Davis S. W., Stone J. M., Pessah M. E., 2010, ApJ, 713, 52
34. de Gouveia dal Pino E. M., Lazarian A., 2005, A&A, 441, 845
35. De Villiers J.-P., Hawley J. F., Krolik J. H., 2003, ApJ, 599, 1238
36. De Villiers J.-P., Hawley J. F., Krolik J. H., Hirose S., 2005, ApJ, 620, 878
37. Dexter J., Fragile P. C., 2011, ApJ, 730, 36
38. Dexter J., Agol E., Fragile P. C., McKinney J. C., 2010, ApJ, 717, 1092
39. Dexter J., McKinney J. C., Agol E., 2012, MNRAS, 421, 1517
40. Dolence J. C., Gammie C. F., Shiokawa H., Noble S. C., 2012, ApJ, 746, L10
41. Done C., Gierliński M., 2003, MNRAS, 342, 1041
42. Elsner R. F., Lamb F. K., 1977, ApJ, 215, 897
43. Fender R. P., Belloni T. M., Gallo E., 2004, MNRAS, 355, 1105
44. Fernandes C. A. C. et al., 2011, MNRAS, 411, 1909
45. Ferrière K., 2009, A&A, 505, 1183
46. Fishbone L. G., Moncrief V., 1976, ApJ, 207, 962
47. Fragile P. C., Meier D. L., 2009, ApJ, 693, 771
48. Fragile P. C., Blaes O. M., Anninos P., Salmonson J. D., 2007, ApJ, 668, 417
49. Fu W., Lai D., 2012, MNRAS, doi:
50. Gammie C. F., 1999, ApJ, 522, L57
51. Gammie C. F., McKinney J. C., Tóth G., 2003, ApJ, 589, 444
52. Gammie C. F., Shapiro S. L., McKinney J. C., 2004, ApJ, 602, 312
53. Ghisellini G. et al., 2010, MNRAS, 405, 387
54. Ghosh P., Abramowicz M. A., 1997, MNRAS, 292, 887
55. Gierliński M., Newton J., 2006, MNRAS, 370, 837
56. Gierliński M., Middleton M., Ward M., Done C., 2008, Nat, 455, 369
57. Greiner J., Cuby J. G., McCaughrean M. J., 2001, Nat, 414, 522
58. Guan X., Gammie C. F., 2011, ApJ, 728, 130
59. Hawley J. F., Balbus S. A., 2002, ApJ, 573, 738
60. Hawley J. F., Krolik J. H., 2001, ApJ, 548, 348
61. Hawley J. F., Krolik J. H., 2006, ApJ, 641, 103
62. Hawley J. F., Balbus S. A., Stone J. M., 2001, ApJ, 554, L49
63. Hawley J. F., Guan X., Krolik J. H., 2011, ApJ, 738, 84
64. Heger A., Woosley S. E., Spruit H. C., 2005, ApJ, 626, 350
65. Henisey K. B., Blaes O. M., Fragile P. C., Ferreira B. T., 2009, ApJ, 706, 705
66. Ichimaru S., 1977, ApJ, 214, 840
67. Igumenshchev I. V., 2008, ApJ, 677, 317
68. Igumenshchev I. V., 2009, ApJ, 702, L72
69. Igumenshchev I. V., Abramowicz M. A., 2000, ApJS, 130, 463
70. Igumenshchev I. V., Narayan R., 2002, ApJ, 566, 137
71. Igumenshchev I. V., Abramowicz M. A., Narayan R., 2000, ApJ, 537, L27
72. Igumenshchev I. V., Narayan R., Abramowicz M. A., 2003, ApJ, 592, 1042
73. Johansen A., Levin Y., 2008, A&A, 490, 501
74. Justham S., Rappaport S., Podsiadlowski P., 2006, MNRAS, 366, 1415
75. Kaisig M., Tajima T., Lovelace R. V. E., 1992, ApJ, 386, 83
76. Kato Y., 2004, PASJ, 56, 931
77. King A. R., Pringle J. E., Livio M., 2007, MNRAS, 376, 1740
78. Komissarov S. S., Barkov M. V., 2009, MNRAS, 397, 1153
79. Komissarov S. S., McKinney J. C., 2007, MNRAS, 377, L49
80. Komissarov S. S., Barkov M. V., Vlahakis N., Königl A., 2007, MNRAS, 380, 51
81. Krolik J. H., 1999, ApJ, 515, L73
82. Kulkarni A. K., Romanova M. M., 2008, MNRAS, 386, 673
83. Kulkarni A. K. et al., 2011, MNRAS, 414, 1183
84. Laing R. A., Riley J. M., Longair M. S., 1983, MNRAS, 204, 151
85. Lamb F. K., Pethick C. J., Pines D., 1973, ApJ, 184, 271
86. Lang C. C., Morris M., Echevarria L., 1999, ApJ, 526, 727
87. LaRosa T. N., Nord M. E., Lazio T. J. W., Kassim N. E., 2004, ApJ, 607, 302
88. Li L., 2002, Phys. Rev. D, 65, 084047
89. Li L., Narayan R., 2004, ApJ, 601, 414
90. Li L.-X., 2000, ApJ, 533, L115
91. Li L.-X., Paczyński B., 2000, ApJ, 534, L197
92. Livio M., Ogilvie G. I., Pringle J. E., 1999, ApJ, 512, 100
93. Livio M., Pringle J. E., King A. R., 2003, ApJ, 593, 184
94. Lovelace R. V. E., 1976, Nat, 262, 649
95. Lovelace R. V. E., Romanova M. M., Newman W. I., 1994, ApJ, 437, 136
96. Lubow S. H., Spruit H. C., 1995, ApJ, 445, 337
97. Lubow S. H., Papaloizou J. C. B., Pringle J. E., 1994, MNRAS, 267, 235
98. Lyutikov M., McKinney J. C., 2011, Phys. Rev. D, 84, 084019
99. MacDonald D. A., 1984, MNRAS, 211, 313
100. Machida M., Matsumoto R., 2003, ApJ, 585, 429
101. Machida M., Matsumoto R., 2008, PASJ, 60, 613
102. Machida M., Hayashi M. R., Matsumoto R., 2000, ApJ, 532, L67
103. Machida M., Nakamura K. E., Matsumoto R., 2006, PASJ, 58, 193
104. McKinney J. C., 2005, ApJ, 630, L5
105. McKinney J. C., 2006a, MNRAS, 367, 1797
106. McKinney J. C., 2006b, MNRAS, 368, 1561
107. McKinney J. C., Blandford R. D., 2009, MNRAS, 394, L126
108. McKinney J. C., Gammie C. F., 2002, ApJ, 573, 728
109. McKinney J. C., Gammie C. F., 2004, ApJ, 611, 977
110. McKinney J. C., Narayan R., 2007a, MNRAS, 375, 513
111. McKinney J. C., Narayan R., 2007b, MNRAS, 375, 531
112. McKinney J. C., Uzdensky D. A., 2012, MNRAS, 419, 573
113. McNamara B. R., Rohanizadegan M., Nulsen P. E. J., 2011, ApJ, 727, 39
114. Mahmud M., Gabuzda D. C., Bezrukovs V., 2009, MNRAS, 400, 2
115. Meier D. L., 2001, ApJ, 548, L9
116. Mestel L., Strittmatter P. A., 1967, MNRAS, 137, 95
117. Meyer L., Do T., Ghez A., Morris M. R., Witzel G., Eckart A., Bélanger G., Schödell R., 2008, ApJ, 688, L17
118. Mignone A., McKinney J. C., 2007, MNRAS, 378, 1118
119. Mineshige S., Kusnose M., Matsumoto R., 1995, ApJ, 445, L43
120. Mondal S., Basu P., Chakrabarti S. K., 2009, MNRAS, 396, 1038
121. Muñoz D. J., Marrone D. P., Moran J. M., Rao R., 2012, ApJ, 745, 115
122. Nakamura M. S., Matsumoto H., Fujimoto M., 2002, Geophys. Res. Lett., 29, 8, 1247
123. Narayan R., McClintock J. E., 2012, MNRAS, 419, L69
124. Narayan R., Yi I., 1994, ApJ, 428, L13
125. Narayan R., Yi I., 1995a, ApJ, 444, 231
126. Narayan R., Yi I., 1995b, ApJ, 452, 710
127. Narayan R., Paczyński B., Piran T., 1992, ApJ, 395, L83
128. Narayan R., Igumenshchev I. V., Abramowicz M. A., 2000, ApJ, 539, 798
129. Narayan R., Igumenshchev I. V., Abramowicz M. A., 2003, PASJ, 55, L69
130. Narayan R., McKinney J. C., Farmer A. J., 2007, MNRAS, 375, 548
131. Noble S. C., Gammie C. F., McKinney J. C., Del Zanna L., 2006, ApJ, 641, 626
132. Noble S. C., Krolik J. H., Hawley J. F., 2009, ApJ, 692, 411
133. Noble S. C., Krolik J. H., Hawley J. F., 2010, ApJ, 711, 959
134. Novikov I. D., Thorne K. S., 1973, in De Witt C., De Witt B. S., eds, Black Holes. Gordon and Breach, London, p. 343
135. O'Neill S. M., Reynolds C. S., Miller M. C., 2009, ApJ, 693, 1100
136. O'Neill S. M., Reynolds C. S., Miller M. C., Sorathia K. A., 2011, ApJ, 736, 107
137. Oda H., Machida M., Nakamura K. E., Matsumoto R., 2007, PASJ, 59, 457
138. Oda H., Machida M., Nakamura K. E., Matsumoto R., 2009, ApJ, 697, 16
139. Oda H., Machida M., Nakamura K. E., Matsumoto R., 2010, ApJ, 712, 639
140. Ogle P., Whysong D., Antonucci R., 2006, ApJ, 647, 161
141. Page D. N., Thorne K. S., 1974, ApJ, 191, 499
142. Pang B., Pen U.-L., Matzner C. D., Green S. R., Liebendörfer M., 2011, MNRAS, 415, 1228
143. Parker E. N., 1966, ApJ, 145, 811
144. Pen U.-L., Matzner C. D., Wong S., 2003, ApJ, 596, L207
145. Penna R. F., McKinney J. C., Narayan R., Tchekhovskoy A., Shafee R., McClintock J. E., 2010, MNRAS, 408, 752
146. Penna R. F., Sä Dowski A., McKinney J. C., 2012, MNRAS, 420, 684
147. Pessah M. E., Psaltis D., 2005, ApJ, 628, 879
148. Popham R., Gammie C. F., 1998, ApJ, 504, 419
149. Press W. H., Flannery B. P., Teukolsky S. A., 1986, Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing. Cambridge Univ. Press, Cambridge
150. Proga D., Begelman M. C., 2003, ApJ, 592, 767
151. Proga D., Zhang B., 2006, MNRAS, 370, L61
152. Psaltis D., Belloni T., van der Klis M., 1999, ApJ, 520, 262
153. Punsly B., 2011, ApJ, 728, L17
154. Punsly B., Coroniti F. V., 1990, ApJ, 354, 583
155. Punsly B., Igumenshchev I. V., Hirose S., 2009, ApJ, 704, 1065
156. Quataert E., Gruzinov A., 2000, ApJ, 539, 809
157. Remillard R. A., 2005, Astron. Nachr., 326, 804
158. Remillard R. A., McClintock J. E., 2006, ARA&A, 44, 49
159. Reynolds C. S., Miller M. C., 2009, ApJ, 692, 869
160. Reynolds C. S., Garofalo D., Begelman M. C., 2006, ApJ, 651, 1023
161. Richards G. T. et al., 2006, ApJS, 166, 470
162. Romanova M. M., Kulkarni A. K., Lovelace R. V. E., 2008, ApJ, 673, L171
163. Romanova M. M., Ustyugova G. V., Koldoba A. V., Lovelace R. V. E., 2012, MNRAS, 421, 63
164. Rothstein D. M., Lovelace R. V. E., 2008, ApJ, 677, 1221
165. Rubio-Herrera E., Lee W. H., 2005, MNRAS, 357, L31
166. Rutledge R. E. et al., 1999, ApJS, 124, 265
167. Sano T., Inutsuka S., Turner N. J., Stone J. M., 2004, ApJ, 605, 321
168. Scharlemann E. T., 1978, ApJ, 219, 617
169. Schnittman J. D., Krolik J. H., Hawley J. F., 2006, ApJ, 651, 1031
170. Shafee R., McKinney J. C., Narayan R., Tchekhovskoy A., Gammie C. F., McClintock J. E., 2008, ApJ, 687, L25
171. Shakura N. I., Sunyaev R. A., 1973, A&A, 24, 337
172. Shcherbakov R. V., Penna R. F., McKinney J. C., 2010, preprint ()
173. Shibata K., Tajima T., Matsumoto R., 1990, ApJ, 350, 295
174. Shiokawa H., Dolence J. C., Gammie C. F., Noble S. C., 2012, ApJ, 744, 187
175. Shu F., Najita J., Ostriker E., Wilkin F., Ruden S., Lizano S., 1994, ApJ, 429, 781
176. Sorathia K. A., Reynolds C. S., Armitage P. J., 2010, ApJ, 712, 1241
177. Sorathia K. A., Reynolds C. S., Stone J. M., Beckwith K., 2012, ApJ, 749, 189
178. Spruit H. C., Uzdensky D. A., 2005, ApJ, 629, 960
179. Spruit H. C., Stehle R., Papaloizou J. C. B., 1995, MNRAS, 275, 1223
180. Stehle R., Spruit H. C., 2001, MNRAS, 323, 587
181. Stella L., Vietri M., 1999, Phys. Rev. Lett., 82, 17
182. Stone J. M., Gardiner T., 2007, ApJ, 671, 1726
183. Stone J. M., Pringle J. E., 2001, MNRAS, 322, 461
184. Stone J. M., Pringle J. E., Begelman M. C., 1999, MNRAS, 310, 1002
185. Tagger M., Pellat R., 1999, A&A, 349, 1003
186. Tchekhovskoy A., McKinney J. C., 2012, MNRAS, doi:
187. Tchekhovskoy A., McKinney J. C., Narayan R., 2007, MNRAS, 379, 469
188. Tchekhovskoy A., McKinney J. C., Narayan R., 2009, ApJ, 699, 1789
189. Tchekhovskoy A., Narayan R., McKinney J. C., 2010a, ApJ, 711, 50
190. Tchekhovskoy A., Narayan R., McKinney J. C., 2010b, New Astron., 15, 749
191. Tchekhovskoy A., Narayan R., McKinney J. C., 2011, MNRAS, 418, L79
192. Tchekhovskoy A., McKinney J. C., Narayan R., 2012, preprint (arXiv:1202.2864)
193. Thorne K. S., 1974, ApJ, 191, 507
194. Tout C. A., Pringle J. E., 1996, MNRAS, 281, 219
195. Uzdensky D. A., McKinney J. C., 2011, Phys. Plasmas, 18, 042105
196. Vallée J. P., 2011, New Astron. Rev., 55, 91
197. van der Klis M., 1998, Adv. Space Res., 22, 925
198. Vaughan S., Uttley P., 2005, MNRAS, 362, 235
199. Wang Y.-M., 1984, Adv. Space Res., 3, 327
200. Wang Y.-M., 1996, ApJ, 465, L111
201. Wijnands R., van der Klis M., 1999, ApJ, 514, 939
202. Willott C. J., Rawlings S., Blundell K. M., Lacy M., 1999, MNRAS, 309, 1017
203. Woosley S. E., Langer N., Weaver T. A., 1993, ApJ, 411, 823
204. Znajek R., 1976, Nat, 262, 270