广义相对论下低光度黑洞吸积流的辐射双温模拟

我们提出一种数值方法，在广义相对论辐射磁流体动力学框架下，演化黑洞周围双温、磁化、辐射吸积流。正如在代码KORAL中所实现，气体由两种子成分组成——离子和电子——它们共享相同的动力学，但经历独立的、相对论自洽的热力学演化。电子和离子根据文献中磁流体湍流耗散的标准描述被独立加热。包含了通过库仑碰撞在粒子物种间进行能量交换。此外，电子通过吸收和发射同步辐射与韧致辐射，以及通过康普顿散射，获得和失去能量与动量。所有演化方程都在黑洞相对论固定度量时空中的完全协变框架下处理。给出了五个低光度黑洞吸积模型的数值结果。对于质量吸积率 $\dot{M}\sim10^{-8} \dot M_{\rm Edd}$ 的模型，我们发现辐射对吸积气体的动力学或热力学影响可忽略。相反，一个具有更大 $\dot{M}\sim 4\times 10^{-4} \dot M_{\rm Edd}$ 的模型表现非常不同。吸积气体冷得多，且流动几何上更薄，尽管它还不是标准的薄吸积盘。