黑洞吸积系统的广义相对论磁流体动力学模型综述

广义相对论磁流体动力学 (GRMHD) 模拟是研究致密天体吸积不可或缺的工具。事件视界望远镜 (EHT) 经常使用理想 GRMHD 模拟库来解释星系中心超大质量黑洞的偏振、事件视界尺度观测。在这项工作中，我们提供了一个包含十个非辐射、理想 GRMHD 模拟的库，这些模拟被 EHT 合作组织用于对 Sagittarius A* 的分析。参数探测探索了低磁化 (SANE) 和高磁化 (MAD) 状态，涵盖五个黑洞自旋 $a_{*}=-15/16,-1/2,0,+1/2,+15/16$，其中每次模拟均运行至 $30,000\hspace{0.1cm}\mathrm{GM/c}^{3}$。我们发现 SANE 模拟中的角动量和能量通量与薄盘值高度吻合，在顺转模型中由于流体作用力存在微小偏差。这导致自旋平衡出现在 $a_{*}\sim0.94$ 附近，与以往研究一致。我们研究了模拟中守恒量的流动，发现 SANE 吸积流中的质量、角动量和能量传输主要向内且由流体主导。MAD 模型在 $a_{*}=+0.94$ 时产生具有 $>1$ 外流效率的强大喷流，导致顺转情况下的黑洞自旋下降。正如 Blandford-Znajek 机制所预期的那样，我们观察到视界上存在指向外部的能量和角动量通量。MAD 吸积流是次开普勒的，并且比其 SANE 对应物表现出更大的变异性。在 $r\lesssim 10\hspace{0.1cm}\mathrm{GM/c}^{2}$ 范围内，它们也比 SANE 盘更热。本研究附带了模拟数据的公开发布，网址为 \url{http://thz.astro.illinois.edu/}。