铁不透明度凸起改变活动星系核吸积盘的稳定性与结构

超大质量黑洞周围的吸积盘存在这样的区域：由于铁中大量的束缚-束缚跃迁，其 Rosseland 平均不透明度可能远大于电子散射不透明度。我们利用局部剪切盒近似下的三维辐射磁流体动力学模拟，研究了这一铁不透明度“凸起”对辐射压主导的吸积盘的热稳定性和垂直结构的影响。模拟自洽地计算了由磁旋转不稳定性引起的 MHD 湍流加热，以及通过使用 Athena 中基于变 Eddington 张量的辐射转移模块实现的辐射冷却。对于一个质量为 $5\times 10^8$ 太阳质量、光度约为爱丁顿光度 $\sim 3\%$ 的黑洞，包含铁不透明度凸起的模型维持其结构超过 $10$ 个热时标而未显示出明显的热失控迹象。相反，如果像标准薄盘模型那样仅包含电子散射和自由-自由不透明度，则盘在热时标上坍缩。该差异由以下两点共同导致：1) 总光学深度与温度之间的反相关，以及 2) 增强的垂直平流能量传输。这些结果表明，铁不透明度凸起可能对 AGN 吸积盘的稳定性和结构产生强烈影响，并可能导致 AGN 性质对金属丰度的依赖。由于该不透明度主要与流动中发射紫外线的区域相关，它可能有助于解释 AGN 特有的观测与理论之间的偏差。