黑洞吸积全局模拟中的低频振荡

我们在一个长期、全局、磁流体动力学（MHD）黑洞吸积模拟中，识别到了大尺度、低频发电机周期的存在。此类周期先前已在局域剪切盒模拟中被观测到，但我们讨论了它们在1500个内盘轨道周期内的演化，该模拟涉及一个覆盖两个数量级半径和盘面上下七个标高范围的全局π/4盘楔形区域。观测到的周期表现为方位角磁场的振荡，占据了一个延伸到盘面上方数个标高处的低密度冕区。周期频率比局域轨道频率低十到二十倍，这使得它们在按比例缩放至真实天体物理系统时，成为低频变异的潜在有趣来源。此外，从完整时间序列导出的功率谱显示，这些周期以离散的窄带频率出现，并且这些频率的功率常常跨越很宽的径向范围。我们探讨了这些模拟周期与银河系黑洞双星系统中观测到的低频准周期振荡（LFQPOs）之间的可能联系，发现发电机周期具有合适的频率，并且位于真实系统中与X射线发射相关的空间区域。然而，导出的观测代理量未能显示出均方根振幅与LFQPO观测相当的峰值，这表明需要进一步的理论工作和更复杂的模拟来形成完整的发电机驱动LFQPO理论。尽管如此，这项工作清楚地表明，全局MHD发电机在远长于由测试粒子考虑导出的时间尺度上表现出准周期行为。