大规模超临界吸积盘的长时间尺度数值模拟

本文报告了我们进行的三组规模最大（以模拟域大小计）且时长最长（以持续时间计）的三维广义相对论辐射磁性流体力学模拟，这些模拟针对的是快速旋转（$a_* = 0.9$）的恒星质量（$M_\mathrm{BH} = 6.62 M_\odot$）黑洞的超临界吸积。模拟的初始目标质量吸积率（假设在大尺度处测量）取样范围为 $\dot{m}=\dot{M}/\dot{M}_\mathrm{Edd} = 1-10$。我们发现实际上，所有模拟都接近净吸积率为 $\dot{m}_\mathrm{net} = \dot{m}_\mathrm{in}-\dot{m}_\mathrm{out} \approx 1$（在我们的模拟已达到平衡的尺度范围内），尽管入射质量通量（在大尺度处测量） $\dot{m}_\mathrm{in}$ 在某些情况下可超过1000。这是可能的，因为 outward 质量通量 $\dot{m}_\mathrm{out}$ 会自行调整以几乎抵消 $\dot{m}_\mathrm{in}$，以至于在所有尺度上 $\dot{M}_\mathrm{net} \approx \dot{M}_\mathrm{Edd}$。换言之，这些模拟的盘遵循埃德金极限。我们将结果与严密盘（advection主导）和临界盘（风/外流主导）模型的预测进行比较，发现其与临界盘模型在定性和定量上都相当吻合。我们还对为何这些结果似乎与大多数先前的超临界吸积数值研究相矛盾作出了推测。