超爱丁顿流中的外流：起源何处及影响几何？

人们普遍相信超爱丁顿吸积流可产生强劲外流，但其起源于何处、带走多少质量与能量、又朝向哪些方向？为回答这些问题，我们新近开展了大尺度盒、二维辐射流体动力学模拟，并特别留意避免结果依赖于所采用的初始与边界条件。我们得以在空前大的范围 $r=2~r_{\rm S}$-$600~r_{\rm S}$（$r_{\rm S}$ 为史瓦西半径）内达到准稳态。中心 $10 ~M_{\odot}$ 黑洞的吸积率为 $\dot{M}_{\rm BH} \sim 180 ~L_{\rm Edd}/c^{2}$，而质量外流率为 ${\dot M}_{\rm outflow} \sim 24 ~L_{\rm Edd}/c^2$（其中 $L_{\rm Edd}$ 与 $c$ 分别为爱丁顿光度与光速）。该比值（${\dot M}_{\rm outflow}/{\dot M}_{\rm BH} \sim 0.14$）远小于先前报道值。经细致检查，我们发现到达外边界的外流气体大多源自 $R\lesssim140~r_{\rm S}$ 区域，而 $140~r_{\rm S}$-$230 ~r_{\rm S}$ 的气体形成失败外流。因此，显著外流发生于俘获半径 $\sim 450 ~r_{\rm S}$ 以内。机械能量通量（或质量通量）在距自转轴 $\sim 15^\circ$（$\sim 80^\circ$）方向达最大值。总机械光度为 $L_{\rm mec}\sim 0.16~L_{\rm Edd}$，而各向同性 X 射线光度在 $L_{\rm X}^{\rm ISO}\sim 2.9~L_{\rm Edd}$（面对观测者）到 $\sim 2.1~L_{\rm Edd}$（近边缘观测者）间变化。功率比 $L_{\rm mec}/L_{\rm X}^{\rm ISO}\sim 0.05$-$0.08$，与包围于光学星云中的极亮 X 射线源观测相符。