Propriedades espectrais e de imagem de Sgr A* a partir de simulações GRMHD 3D de alta resolução com resfriamento radiativo

RESUMO O candidato a buraco negro supermassivo no Centro Galáctico, Sagittarius A* (Sgr A*), é conhecido por ser alimentado por um fluxo de acreção radiativamente ineficiente (RIAF), inferido pela sua baixa taxa de acreção. Consequentemente, o resfriamento radiativo tem sido geralmente ignorado no estudo de Sgr A*. No entanto, as propriedades radiativas do plasma em RIAFs são mal compreendidas. Neste trabalho, usando simulações magnetohidrodinâmicas gerais em 3D completas, estudamos o impacto do resfriamento radiativo na evolução dinâmica do plasma em acreção, apresentando distribuições espectrais de energia e imagens sintéticas sub-milimétricas geradas a partir do fluxo de acreção ao redor de Sgr A*. Essas simulações resolvem as equações aproximadas para os processos de resfriamento radiativo de forma autoconsistente, incluindo processos de sincrotron, bremsstrahlung e Compton inverso. Descobrimos que o resfriamento radiativo desempenha um papel cada vez mais importante na dinâmica do fluxo de acreção à medida que a taxa de acreção aumenta: a densidade do plano médio cresce e o gás em queda é menos turbulento à medida que o resfriamento se torna mais forte. As mudanças na evolução dinâmica tornam-se importantes quando a taxa de acreção é maior que 10^-8\, M ~ yr^-1 (10^-7 Ṁ ₄₃₃, onde Ṁ ₄₃₃ é a taxa de acreção de Eddington). Os espectros resultantes nos modelos resfriados também diferem daqueles nos modelos não resfriados: o fluxo total, incluindo os valores de pico no sub-mm e no UV distante, é ligeiramente mais baixo como consequência de uma diminuição na temperatura dos elétrons. Nossos resultados sugerem que o resfriamento radiativo deve ser cuidadosamente considerado na modelagem de Sgr A* e outros núcleos galácticos ativos de baixa luminosidade que possuem uma taxa de acreção em massa de Ṁ 10^-7\, Ṁ ₄₃₃.