改进流体动力学模拟中的黑洞吸积处理
星系天体物理
2022-08-29 v1 天体物理仪器与方法
摘要
大尺度星系与尺度小许多个数量级的超大质量黑洞（SMBH）通过喂给与反馈的间歇循环相联系。活动星系核（AGN）由物质吸积到 SMBH 上供能，且在近爱丁顿 regime 下，AGN 的大部分能量产生于亚秒差距的薄吸积盘。目前，要模拟跨越极不同尺度的过程非常困难，这些尺度从数十至数百秒差距的环核气体库，一直到 <0.01 pc 的吸积盘尺度。尽管大尺度或宇宙学模拟中使用的子网格方案能够重现大尺度反馈，我们建议在秒差距尺度模拟中使用更真实的模型，因为在此尺度准确获得时间尺度以理解反馈如何影响 AGN 邻近区域的气体动力学与恒星形成十分重要。为检验我们的方法，我们在一组流体动力学模拟中使用了一个与 SMBH 耦合的亚分辨薄吸积盘模型，模拟了类似银河系中心环境中气体环与分子云的逆向碰撞，所用 SPH 代码为 Gadget-3。与瞬时喂给方案相比，盘介导的 SMBH 喂给相对平滑且延迟。尽管在吸积盘与瞬时喂给模拟中均存在因反馈导致的吸积减少，但清晰的中央空腔仅出现在吸积盘模拟中——这表明较不剧烈的吸积阶段可能对周围气体产生更大影响。
引用
@article{arxiv.2208.12692,
title = {Improving Black Hole Accretion Treatment in Hydrodynamical Simulations},
author = {Matas Tartėnas and Kastytis Zubovas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.12692},
year = {2022}
}
备注
19 pages, 18 figures; accepted for publication in MNRAS; The Python implementation of the accretion disc particle method is available at https://github.com/Caradryan/accretiondisc