超爱丁顿吸积流与 outflow 的系统性二维辐射流体动力学模拟：与 slim 盘模型比较

一维 slim 盘模型能在多大程度上复现超爱丁顿吸积的全局辐射-流体动力学多维模拟结果？带着这一问题，我们对非自旋黑洞的吸积流进行系统性模拟研究，涵盖多种黑洞质量 $(10 - 10^7) M_{\odot}$ 与质量吸积率 $(1.4 \times 10^2 - 5.6 \times 10^3)L_{\rm Edd}/c^2$（其中 $L_{\rm Edd}$ 与 $c$ 分别为爱丁顿光度与光速）。为充分分辨大尺度 outflow 结构，我们将模拟盒大幅扩展至覆盖 $3000 r_{\rm S}$ 空间（其中 $r_{\rm S}$ 为史瓦西半径），大于多数既往研究，从而能向外模拟边界注入的气体赋予相对较大的角动量。所采用的开普勒半径（离心力与引力平衡处）为 $r_{\rm K}=300 r_{\rm S}$。注入质量先下落并堆积于该半径附近，随后经黏性缓慢吸积至中心黑洞。我们模拟此类吸积过程，并考虑逆康普顿与体康普顿散射。模拟吸积流在 $r_{\rm qss}\sim 200 r_{\rm S}$ 内处于准稳态。该半径内，流性质总体上与 slim 盘模型描述相符，但底层盘的密度径向轮廓平坦得多，$\rho\propto r^{-0.73}$（对比 slim 盘模型中 $\rho\propto r^{-3/2}$），可能源于高效对流。我们发现不同于既往研究，在 $r\sim 200 r_{\rm S}$ 内部仅有极弱 outflow。