超大质量黑洞吸积盘中的不透明度驱动对流与变异性

我们使用三维辐射磁流体动力学模拟，研究了超大质量黑洞在 $30\sim 100$ 引力半径径向范围内的吸积盘结构。对于活动星系核（AGN）该区域的典型条件，罗斯兰平均不透明度预计大于电子散射值。我们表明，铁不透明度凸起导致吸积盘在对流上不稳定。对流产生的湍流由于额外的湍流压力支撑使吸积盘膨胀，并增强了局地角动量输运。这也导致吸积盘表面密度的强烈涨落和加热。不透明度随温度升高而下降，对流受到抑制。吸积盘冷却下来，整个过程再次重复。这导致吸积盘标高在数年时间尺度上发生强烈振荡，光度变化超过约 $\approx 3-6$ 倍。由于对于不同质量和吸积率的黑洞，铁不透明度凸起将移动到吸积盘的不同位置，我们提出这是一种物理机制，可以解释 AGN 在数年至数十年时间尺度上、具有宽幅度范围的变异性。