超大质量黑洞周围的超爱丁顿吸积盘

我们使用全局三维辐射磁流体动力学模拟来研究位于$5\times 10^8M_{\odot}$黑洞上的吸积盘，吸积率从$\sim 250L_{Edd}/c^2$到$1500 L_{Edd}/c^2$变化。我们形成以$50-80$引力半径为中心的环面，其自洽湍流最初由磁旋转不稳定性产生。我们研究了有和没有净垂直磁通量的情况。所有盘的内区辐射压是气体压的$\sim 10^4-10^6$倍。当气体流向黑洞时，形成非轴对称密度波，其陡峭化为螺旋激波。在没有净垂直磁通量的模拟中，由螺旋激波产生的雷诺应力是转移角动量的主导机制。只有当净垂直磁通量足够大时，来自MRI湍流的麦克斯韦应力才能大于雷诺应力。形成速度为$\sim 0.1-0.4c$的外流。当吸积率小于$\sim 500 L_{Edd}/c^2$时，外流从约$10$引力半径开始，两种磁场构型的辐射效率均为$\sim 5\%-7\%$。当吸积率达到$1500 L_{Edd}/c^2$时，靠近旋转轴的大部分漏斗区变得光学厚，外流仅在$50$引力半径以外发展。辐射效率降低到$1\%$。我们总是发现与外流相关的动能光度仅为辐射光度的$\sim 15\%-30\%$。外流中损失的质量流是净质量吸积率的$\sim 15\%-50\%$。我们讨论了模拟结果对这些盘观测性质的影响。