倾斜吸积流的横向超相对论冲击中的电子加热

广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的黑洞倾斜盘——其中在大距离处的吸积流角动量与黑洞自转方向不一致——常显示出位于黑洞附近几到数十个引力半径处的稳态冲击。在几何厚、透明的吸积流的 GRMHD 模拟中，适用于低亮度源如 Sgr A* 和 M87*，冲击具有超相对论速度、适中 plasma beta（离子热压与磁压之比为 $\beta_\mathrm{pi1} \sim 1-8$），以及低 sonic Mach 数（冲击速度与声速之比为 $M_s \sim 1-5$）。我们针对 pre-shock 磁场垂直于冲击方向传播的特殊情况，对此类冲击进行二维粒子流体模拟，我们量化了电子加热的效率与机制。我们发现后冲击电子温度 $T_\mathrm{e2}$ 超过绝热预期 $T_\mathrm{e2,ad}$ 的数量为 $T_\mathrm{e2}/T_\mathrm{e2,ad} - 1 \simeq 0.0016 M_s^{3.6}$，几乎独立于 plasma beta 以及 pre-shock 电子-离子温度比 $T_\mathrm{e1}/T_\mathrm{i1}$，后者我们取自 $0.1$ 至 1。我们探讨 $M_s \sim 5-6$ 的加热物理，发现当 $T_\mathrm{e1}/T_\mathrm{i1}=1$ 时，电子超绝热加热由磁泵作用主导；当 $T_\mathrm{e1}/T_\mathrm{i1}=0.1$ 时，由 $B$-平行电场（即沿局部磁场方向的电场）引起的加热占主导。我们的结果为黑洞吸积流中所见的致动力学冲击的电子加热提供了物理依据的亚网格模型。