光亮吸积盘极限循环振荡的二维辐射-流体动力学模型

我们对围绕黑洞的光亮吸积盘进行了时间演化研究，进行了二维辐射-流体动力学模拟。我们采用α-粘性模型。在视区厚的区域，径向-方位粘性应力张量假设为总压力的比例；在视区薄的区域，则假设为气体压力的比例。粘性参数α取为0.1。我们发现 luminosity在高亮度和低亮度状态之间出现极限循环变化。当我们将外边界吸积盘的质量输入速率设为100 L_E/c^2时，luminosity突然从0.3L_E升至2L_E（其中L_E为Eddington亮度），随后在约40秒后衰减。我们的数值结果可以解释微类星体GRS 1915+105所观察到的振荡幅度和持续时间。我们指出，多维效应在高亮度状态下起重要作用。在此状态下，外流由强大的辐射力驱动，部分辐射能在盘内耗散后被黑洞吞收 due to 光子囊穿效应（photon-trapping effects）。这种被囊穿的亮度与盘的亮度相当。我们还计算了两种额外情形：一种是远高于不稳定临界吸积速率，另一种是即使辐射压占主导，粘性应力张量仍假设为气体压力比例。我们发现这两种情况下都不存在准周期性光变，确认这种数值模拟中发现的极限循环行为是由盘的不稳定性引起的。