黑洞天气——跨介尺度的自旋耦合混沌冷吸积:变率与运动学
星系天体物理
2026-05-28 v1 高能天体物理现象
摘要
超大质量黑洞(SMBH)自旋记录了吸积的矢量历史。在混沌冷吸积(CCA)中,这个历史由云团和纤维丝设定,它们的力矩在到达视界尺度闭合之前可以相干相加、抵消或反转。我们测试了晕搅拌是否通过改变介尺度吸积桥的径向连续性和力矩相干性来调节SMBH自旋。我们专注于自旋演化、喷流轴重新定向、吸积变率和CCA运动学。我们在一个100 kpc的盒子中分析了四个三维流体动力学模拟,达到亚pc分辨率,包括SMBH自旋耦合的喷流反馈。所有模拟都使用了在配套论文中验证的混合SMBH自旋模型。两个模拟维持了连续驱动的无散湍流,而两个匹配的对照模拟让相同的初始湍流场衰减。持续搅拌的主要效应是破坏跨介尺度桥的质量和角动量连续性。尽管所有模拟都发展出可比的宏观尺度内流,但在驱动湍流系列中,气体难以到达pc尺度,径向吸积率下降了2-3个数量级。在这种情况下,力矩传递是碎片化的且以抵消为主。另一方面,中断湍流系列维持了一个连接的气体通道到汇点,同时保持了更高的力矩相干性。因此,驱动模拟稳定到缓慢的有效喷流轴漂移,而中断模拟保持大约高两个数量级的重新定向率,并且可以在相干逆行的短暂期间达到几度。相同的分裂出现在功率谱和k-图中:连接的降雨增强了低频吸积功率并产生更窄、相位有序的运动学,而搅拌使高频阻尼变陡并拓宽了所有相的气体速度轨迹。
引用
@article{arxiv.2605.27508,
title = {BlackHoleWeather -- Spin-coupled chaotic cold accretion across the meso scale: Variability and kinematics},
author = {Olmo Piana and Massimo Gaspari and Vieri Cammelli and Filippo Barbani and Davide M. Brustio and Giovanni Stel and Valeria Olivares and Ashkbiz Danehkar and Pasquale Temi and Roberto Serafinelli and Francesco Salvestrini and Filippo M. Maccagni and Francesco Tombesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27508},
year = {2026}
}
备注
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