吸积黑洞GRMHD模型中的轫致辐射

轫致辐射在缓慢吸积超大质量黑洞周围热吸积流发射中的作用尚未被彻底理解。为评估轫致辐射相对于其他辐射过程的重要性，我们计算了缓慢吸积超大质量黑洞周围吸积盘的光谱能量分布(SED)，包括同步辐射、逆康普顿散射与轫致辐射。我们计算了以下情形的SED：(i) 四个 $10^{8}M_{\odot}$ 黑洞的轴对称辐射广义相对论磁流体力学(RadGRMHD)模拟，吸积率在 $10^{-8}\dot{M}_{\text{Edd}}$ 与 $10^{-5}\dot{M}_{\text{Edd}}$ 之间；(ii) 四个具有不同无量纲自旋 $a_\ast$ 与黑洞质量的M87$^\ast$ 轴对称RadGRMHD模拟；(iii) 一个针对Sgr A$^\ast$ 缩放的3D GRMHD模拟。在 $10^{-8}\dot{M}_{\text{Edd}}$ 时，大部分光度为同步辐射，而在 $10^{-5}\dot{M}_{\text{Edd}}$ 时三种辐射过程光度相近。在大多数模型中，轫致辐射在 $512\text{ keV}$ 附近主导SED。在M87$^\ast$ 模型中，若 $a_{\ast} = 0.5$ 则轫致辐射主导该SED部分，但若 $a_{\ast}= 0.9375$ 则逆康普顿散射主导。由于散射比轫致辐射更具变异性，该结果表明 $512\text{ keV}$ 变异性可作为黑洞自旋的诊断依据。在附录中，我们比较了文献中发现的一些轫致辐射公式。