黑洞吸积的SPH模拟：模拟星系中黑洞反馈的一步

（摘要删节）我们测试了光滑粒子流体动力学（SPH）数值技术能多准确地追踪球对称的Bondi吸积。使用三维SPH代码GADGET-3，我们在0.1-200 pc的径向范围内，对质量为10^8 M_sun的中心超大质量黑洞（SMBH）的气体吸积进行了模拟。我们进行了无和有中心X射线冕辐射加热及辐射冷却的模拟。对于绝热情况，流体动力学性质的径向分布与Bondi解匹配，除了计算域的内外边界附近。我们发现，绝热Bondi吸积可以在Bondi半径处几个动力学时标的持续时间内重现，如果外半径增大，则可在更长时间内重现。当包含辐射加热和冷却时，球对称吸积气体达到稳态所需的时间比绝热Bondi吸积运行更长，并且在某些情况下，即使在几百个动力学时标内也未达到稳态。我们发现，GADGET代码中的人工粘性在内边界附近引起过度加热，使气体的热性质与物理解不一致。这种过热通常仅发生在流的超音速部分，因此不影响质量吸积率。我们看到，增加X射线光度会产生较低的中央质量流入率，这意味着辐射加热导致的反馈在我们的模拟中是有效的。在足够高的X射线光度下，流入气体被辐射加热，并发展出外流。我们得出结论，只要人工粘性仅改变流入流的高度超音速部分，SPH模拟就能捕捉到研究辐射反馈所需的气体动力学。