模拟黑洞吸积流日冕中的逆康普顿冷却

我们给出了一种用于吸积黑洞三维 GRMHD 模拟中弥漫高温日冕区域的局域冷却函数的表述。这一新冷却函数通过考虑日冕中每个网格单元的相关微观物理，并对来自吸积盘表面的热种子光子通量进行积分以近似其中的辐射能量密度与康普顿温度，来计算逆康普顿散射引起的冷却率。该方法要么假设离子与电子温度相等（1T），要么使用基于实际相关速率方程（库仑与康普顿）的瞬时平衡方法分别进行计算（2T）。结果表明，在冷却发生的主要区域，该方法与更细致的射线追踪计算一致，但计算代价大幅降低。作为一个例子，我们将这些方法应用于一个 $10 M_\odot$、无自转黑洞的 \textsc{harm3d} 模拟，其吸积率标称为爱丁顿值的 1%。与 \textsc{harm3d} 原先采用的目标温度冷却函数相比，1T 与 2T 方法均导致辐射效率提高且日冕中总冷却的比例增大，尤其在 1T 情形中。时间平均的后处理显示，这些模拟所预测的连续谱观测在定性上类似于实际的 X 射线双星数据，1T 方法产生的硬幂律分量（$\Gamma = 2.25$）相较于 2T 版本（$\Gamma = 2.53$）尤为相似。