Accretion of the Vlasov gas on Reissner-Nordström black holes

Celem pracy jest zbadanie stacjonarnej sferycznie symetrycznej akrecji relatywistycznego gazu Własowa na czarne dziury typu Reissnera-Nordströma. Model oparty jest na niedawnej analizie dla czasoprzestrzeni Schwarzschilda przeprowadzonej przez P. Rioseco i O. Sarbacha. Oba modele mają wiele wspólnych cech: Gaz charakteryzujący się rozkładem Maxwella-Jüttnera w nieskończoności nie znajduje się już w równowadze termicznej w pobliżu czarnej dziury. Ciśnienie radialne na horyzoncie czarnej dziury może być nawet o rząd wielkości mniejsze niż ciśnienie styczne. Ilościowe charakterystyki modelu Reissnera-Nordströma zależą od parametru ładunku. W przypadku czarnych dziur o ustalonej masie asymptotycznej tempo akrecji zmniejsza się wraz ze wzrostem ładunku czarnej dziury. Wraz ze wzrostem ładunku maleje również stosunek ciśnienia stycznego do ciśnienia radialnego na horyzoncie. Z drugiej strony gęstość cząstek na horyzoncie (znormalizowana przez jej wartością asymptotyczną) rośnie wraz z parametrem ładunku czarnej dziury.

The purpose of this research is to investigate stationary spherically symmetric accretion of the relativistic Vlasov gas on Reissner-Nordström black holes. The model is based on a recent analysis done by P. Rioseco and O. Sarbach for the Schwarzschild spacetime. Both models share many common features: The gas characterized by the Maxwell-Jüttner distribution at infinity is no longer in thermal equilibrium in the vicinity of the black hole. The radial pressure at the black-hole horizon can be even an order of magnitude smaller than the tangential pressure. Quantitative characteristics of the Reissner-Nordström model depend on the charge parameter. For black holes with fixed asymptotic mass, the mass accretion rate decreases with the increasing black-hole charge. The ratio of the tangential pressure to the radial pressure at the horizon also decreases with the increasing charge. On the other hand, the particle density at the horizon (normalized by its asymptotic value) grows with the black-hole charge parameter.