嵌入活动星系核盘内的恒星级黑洞吸积流中的核燃烧

嵌入在活动星系核（AGN）吸积盘内的恒星级黑洞，有可能以高达约 $\sim 10^9$ 倍爱丁顿极限的速率吸积气体。本研究探讨了流向该黑洞的快速吸积流中发生核燃烧的可能性，并研究了核合成如何影响金属产生。通过数值方法，我们在考虑核燃烧的情况下获得了盘结构，并评估了盘的稳定性。与气体吸积到中子星或白矮星表面的情况不同，该盘对热不稳定性和长期不稳定性保持稳定，因为平流冷却抵消了核加热效应。黑洞缺乏固体表面，阻止了物质在内盘区域的过度积累。值得注意的是，核聚变主要发生在内盘区域，导致 $\rm ^{12}C$ 和 $\rm ^{3}He$ 的大量燃烧，特别是对于质量约为 $M = 10\, M_\odot$ 且吸积率超过约 $\sim 10^7$ 倍爱德顿率的黑洞。通过外流抛射碳耗尽的气体，可能导致氧或氮与碳的质量比增加，这可能反映在观测到的谱线比中，例如 $\rm N\, V/C\, IV$ 和 $\rm O\, IV/C\, IV$。因此，这些升高的谱线比可以被解释为宽线区存在超太阳金属丰度的迹象。