全局吸积盘模拟中的法拉第旋转：对 Sgr A* 的启示

这些针对热厚吸积流的法拉第旋转计算是受 Sgr A* 测得的稳定旋转量（RM）$\approx -6 \times 10^5$ rad m$^{-2}$ 的启发。在我们的数值模拟中，吸积流的准稳态结构及其产生的 RM 取决于初始磁场。尽管存在这种依赖性，我们仍能关于几何厚吸积盘产生的法拉第旋转得出几个稳健结论：i) 时间平均 RM 对观测角度的依赖性不那么敏感，但 RM 的稳定性则不然。赤道观测角度显示出显著的 RM 变化（包括符号反转），而如果在大半径处有大尺度磁场贯穿吸积盘，则极区观测角度相对稳定。ii) 对于极区观测角度，大部分 RM 产生于小半径处，而在吸积盘中平面附近，所有半径都有显著贡献。我们的模拟证实了先前的解析论证，即 Sgr A* 上的吸积率必须满足 $\dot M_{\rm in} \ll \dot M_{\rm Bondi} \sim 10^{-5} \mpy$，以免产生过高的实测 RM。我们认为 Sgr A* 的稳定 RM $\approx -6 \times 10^5$ rad m$^{-2}$ 有两种合理的解释：1) 它产生于 $\sim 100$ 史瓦西半径处，需要 $\dot{M}_{\rm in} \approx 3 \times 10^{-8} M_\odot$ yr$^{-1}$，且我们以相对于吸积盘旋转轴 $\sim 30^\circ$ 的角度观测该流；在我们的模拟中，有限大小源上的 RM 变化足以使低于 $\approx$ 100 GHz 的辐射去偏振，这与观测一致。2) 或者，RM 可能产生于圆化半径 $\sim 10^3-10^4$ 史瓦西半径处相对球形的内流等离子体中。