黑洞周围薄磁滞盘的效率

黑洞周围薄磁化吸积盘的辐射效率和喷流效率受黑洞自旋和磁场存在的影响，当磁场很强时，可能导致与 Novikov-Thorne (NT) 薄盘理论的巨大偏差。为了寻找最大偏差，我们对中等自旋黑洞（$a/M=0.5$）周围辐射高效的薄盘（半高 $H$ 与半径 $R$ 之比 $H/R\approx 0.10$）进行了广义相对论磁流体力学 (GRMHD) 模拟。首先，我们的每次模拟演化时间均超过 $70,000r_g/c$（引力半径 $r_g$，光速 $c$），表明大尺度磁场甚至很容易通过我们的薄盘向内吸积并积累至磁滞盘 (MAD) 状态。其次，我们对薄 MAD 的模拟表明，该盘实现了约 15% 的辐射效率 $\eta_{\rm r}$（在估算光子捕获之后），这大约是 $a/M=0.5$ 时 NT 值 $\eta_{\rm r}\sim 8\%$ 的两倍，并给出了与 $a/M\approx 0.9$ 的 NT 盘相同的亮度。与之前偏差 $\lesssim 10\%$ 的模拟相比，我们约 80% 偏差的结果设定了新的基准。基于先前的工作，我们现在能够完成一个重要的标度律，该标度律表明黑洞 X 射线双星高软态中观察到的喷流淬灭与始终存在的具有微弱但持续喷流的 MAD 状态相一致。