黑洞吸积流的统一描述

我们提供了黑洞吸积盘热力学平衡的统一描述，包括新近发现的对流主导解。我们依据光学深度和对流冷却的重要性对解进行分类。我们展示，仅存在四种物理上不同类型的平衡。两种类型对应于光学薄和光学厚的平衡，另两种类型则依据对流是否可忽略或主导来区分。只有在吸积率 $\dot M$ 低于某一特定最大值时，才存在稳定的 Shakura-Sunyaev 吸积盘。然而，存在一个临界黏性参数 $\alpha_{\rm crit}$，其为半径的函数。若 $\alpha>\alpha_{\rm crit}$，则对流主导解可适用于所有 $\dot M$。即使 $\alpha< \alpha_{\rm crit}$，对流主导解也可适用于较宽的 $\dot M$ 范围，仅在持续速率接近 Eddington 率时存在一个空洞。因此，我们认为对流主导的流在黑洞系统中可能比标准薄盘更常见。在某些半径和 $\dot M$ 的范围内，不可能存在稳定的稳态解。在这种情况下，我们建议可能出现极限循环行为，从而导致可变性。