J 2019

Determination of chaotic behaviour in time series generated by charged particle motion around magnetized Schwarzschild black holes

PÁNIS, Radim, Martin KOLOŠ a Zdeněk STUCHLÍK

Základní údaje

Originální název

Determination of chaotic behaviour in time series generated by charged particle motion around magnetized Schwarzschild black holes

Autoři

PÁNIS, Radim (703 Slovensko, garant, domácí), Martin KOLOŠ (203 Česká republika, domácí) a Zdeněk STUCHLÍK (203 Česká republika, domácí)

Vydání

European Physical Journal C, 2019, 1434-6044

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10308 Astronomy

Stát vydavatele

Německo

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Kód RIV

RIV/47813059:19240/19:A0000420

Organizační jednotka

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě

UT WoS

000470781800003

Klíčová slova anglicky

Keplerian disk; magnetized black hole; chaos; particle motion

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

Návaznosti

GB14-37086G, projekt VaV. GJ16-03564Y, projekt VaV.
Změněno: 20. 3. 2020 09:28, RNDr. Jan Hladík, Ph.D.

Anotace

V originále

We study behaviour of ionized region of a Keplerian disk orbiting a Schwarzschild black hole immersed in an asymptotically uniform magnetic field. In dependence on the magnetic parameter B, and inclination angle Theta of the disk plane with respect to the magnetic field direction, the charged particles of the ionized disk can enter three regimes: (1) regular oscillatory motion, (2) destruction due to capture by the magnetized black hole, (3) chaotic regime of the motion. In order to study transition between the regular and chaotic type of the charged particle motion, we generate time series of the solution of equations of motion under various conditions, and study them by non-linear (box counting, correlation dimension, Lyapunov exponent, recurrence analysis, machine learning) methods of chaos determination. We demonstrate that the machine learning method appears to be the most efficient in determining the chaotic region of the Theta-r space. We show that the chaotic character of the ionized particle motion increases with the inclination angle. For the inclination angles Theta approximate to 0 whole the ionized internal part of the Keplerian disk is captured by the black hole.