M87黑洞吸积盘磁压遏制状态与喷流约束研究

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：Is the accretion flow magnetically arrested in M87?

　　

摘要

关于M87中的吸积盘是否处于磁压遏制状态，目前仍存在争议。我们假设一个较弱的外部磁场被吸积盘向内侧拖拽，并通过Blandford-Znajek机制在黑洞视界附近显著增强，从而驱动强喷流。M87的喷流功率已由观测数据良好地约束，而M87吸积流内区的吸积率则通过拟合多波段连续谱以及法拉第旋转测量数据来估计，并据此推导出吸积盘的面密度。我们的计算表明，若要产生所观测到的喷流功率 $P_{\mathrm{j}\mathrm{e}\mathrm{t}}=3.2\times {10}^{43}\text{?}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{g}\text{?}{\mathrm{s}}^{?1}$?，需要在吸积盘外缘存在数百$\mu \mathrm{G}$的外部磁场，并在盘中放大至黑洞视界处的数百G，且M87中的吸积流必须处于磁压遏制状态。只有当喷流功率显著低于$～1.75\times {10}^{43}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{g}\text{?}{\mathrm{s}}^{?1}$?时，M87中才可能存在标准且正常的演化（SANE）吸积盘。