截断黑洞吸积盘的动力学 I：粘性流体情形

截断吸积盘常被用来解释吸积黑洞在小系统（即银河黑洞双星GBHB中的状态转换）和大系统（即低光度活动星系核LLAGN）中的光谱-时间变异性。在中等低吸积率系统的标准截断盘模型中，吸积盘内区的气体处于热、辐射低效相，导致几何厚盘；而外区气体处于较冷、辐射高效相，位于标准几何薄盘中。观测上有强有力的经验证据支持这一现象学模型，但对截断盘动力学的详细理解尚缺乏。我们展示了一个高分辨率的粘性流体模拟，采用临时冷却处方驱动热不稳定性，从而产生首个持续的截断吸积盘。利用该模拟，我们研究了截断盘的动力学、角动量传输和能量学。我们发现，由气体从高效冷却向低效冷却的准周期性转变引入的时间变异性影响了模拟盘的演化。热不稳定性的一个后果是，从热/冷气体界面发射出外流，在盘大气中驱动大尺度的亚开普勒对流单元。这些对流单元引入了粘性θ-φ应力，虽小于通用的r-φ粘性应力分量，但极大地影响盘的演化。在截断盘中，我们发现大部分吸积气体处于热相。