黑洞磁层解析解的研究进展

黑洞磁层理论在高能天体物理研究中扮演着重要角色,如活动星系核相对论性喷流的产生机制、伽玛射线暴等。寻找黑洞磁层的解析解对于理解这些重要天体的物理过程具有重要的意义。主要对黑洞磁层理论及其解析解的研究进行回顾。首先,详细地介绍了黑洞电动力学与黑洞无力磁层理论的主要内容,并讨论了从旋转黑洞提取能量的BZ机制。然后,回顾了过去几十年天文学家们寻找黑洞无力磁层解析解的发展历程与主要成果,并详细地介绍了无穷远处渐进解的求解思想与过程,给出这些研究对于寻找解析解的启发,分析了当前求解Grad-Shafranov方程(简称GS方程)所面临的主要问题与挑战。最后,讨论了黑洞磁层解析解研究的工作方向。     

估算有中子星作伴星的黑洞质量

在本文中，我们讨论了由中子星和黑洞构成的密近双星系统的引力效应。首先，我们清楚地解释了引力辐射存在引起的轨道圆化，并估算了圆化的时间尺度。求解了围绕史瓦西黑洞作圆轨道运动的矢量进动方程，得到了一个精确解。由进动周期和中心黑洞的质量的关系，我们得到了估算中子星伴随的黑洞质量的方法。随后我们讨论了以中子星脉冲信号随自旋进动变化来寻找黑洞的方法。     

估算有中子星作伴星的黑洞质量

在本文中，我们讨论了由中子星和黑洞构成的密近双星系统的引力效应，首先，我们清楚地解释了引力辐射存在引起的轨道圆化，并估算了圆化的时间尺度，求解了围绕史瓦西黑洞作圆轨道运动的矢量进动方程，得到了一个精确解，由进动周期和中心黑洞的质量的关系，我们得到了估算中子星伴随的黑洞质量的方法，随后我们讨论了以中子星脉冲信号随自旋进动变化来寻找黑洞的方法。     

OJ287双黑洞轨道计算:3.5阶后牛顿近似

大质量双黑洞OJ287是一个强引力辐射源.为了探测其引力波信号,需要知道波形,而这主要是由轨道运动所决定.为此,从广义相对论3.5阶后牛顿近似的运动方程出发对OJ287的轨道进行仔细研究,取大黑洞位置固定作为近似,给出了后牛顿近似下3.5阶的次黑洞轨道解,比他人2.5阶的工作高了一阶.次黑洞撞击吸积盘面到光学爆发存在时间延迟,这对于确定轨道参数有很大影响.利用径向距离与爆发时间关系的线性模型,对最近7次爆发时刻的观测值拟合,给出了更精确的OJ287双黑洞的轨道参数及其运动轨道.分析了计算结果,研究运动特征,并且发现了两个新性质:次黑洞进动在初期增加,在晚期接近并和时,进动达到最大值,然后减小并越过0而趋于负值.尚不能确定晚期的这个行为是否由3.5阶近似不够准确所造成.运动方程中耗散性的辐射项,后牛顿2.5阶和3.5阶的系数具有相反的符号.这意味着3.5阶项反而是从外界吸收能量.但2.5阶与3.5阶之和仍然是向外辐射引力波的,体系能量变化率为负.这个工作的计算结果可以用来更精确地计算OJ287的引力辐射.     

有吸积盘时径向运动云的谱线轮廓

在活动星系核的黑洞模型中,黑洞附近运动的电离云所发出的光线将要受到多普勒频移、引力红移和光线偏折等效应的影响,如果黑洞周围还有吸积盘存在,电离云的辐射还可能被吸积盘遮挡。本文全面地考虑了这些效应,利用光子输运方程方法,给出了在Schwarzchild度规中径向运动电离云发出的谱线轮廓的精确解,并发现在某些情况下将出现不对称的双峰结构。     

宇宙信息

大质量黑洞不会将人变成意大利细面条大多数科学家相信黑洞存在,虽然它们的许多理论在极端的条件下是不成立的。科罗拉多大学 Andrew Hamilton 教授说他知道到了黑洞里面会发生什么情况,并且对引力会使人变得像意大利细面条的传统说法质疑。人们大都听说过黑洞的视界,但实际上的黑洞是更为复杂的,并且有内外两个视界。由于黑洞奇异的物理性质,当你穿过一个视界时时空交换,但在第二个视界它们将再转换回来。如果进入黑洞旅行,在最后进入中心的一个正规空间(normal     

大质量黑洞吸积盘的径向自引力

本文研究了大质量黑洞吸积盘的自引力,用薄盘位形上积分的方法计算了吸积盘自引力的径向与垂向分量,着重讨论了径向自引力。主要结果为:对于大质量黑洞(M～10~8—10~(10)M_⊙)吸积盘,在(R/R_g)～10~5—10~4的距离上,径向自引力会超过中心天体引力。在这个距离上,吸积盘的动力学结构完全不同于开普勒盘。提出了径向自引力不稳定扰动作为一种能源机制。本文还得到吸积盘自引力与中心天体引力量级比较的两个判据,并由此得到大质量黑洞吸积盘外半径的近似解析估计。本文结果可用于类星体和星系核吸积盘。     

追逐类星体(27) 黑洞——类星体的发电机(5)

黑洞也可以蒸发天文学的发展遵循着一条规律:观测、理论、再观测、再理论……这大概也是任何一门自然科学的发展规律,只不过天文学表现得更为突出,而在漫长的发展过程中,观测又始终是天文科学的真谛。因此,天文学又被称为是一门观测的科学。黑洞的观测证据越来越丰富,黑洞对宇宙的威胁也越来越严重。理论天文学家必须出来释疑,让黑洞不仅能吃进去,还要吐出来。吐出来的困难在于黑洞的引力太强,在黑洞的视     

自引力辐射体系的熵与引力坍缩

本利用李立新和刘辽导出的黑洞视界附近的辐射态方程，计算了约束在一个球形盒子中的自引力辐射体系的熵（不含中心黑洞和含有中心黑洞两种情况）。与Ｓｏｒｋｉｎ等人的计算比较，本的结果不会出现发散困难，而且体系的总熵（包括中心黑洞的熵）的上限正好等于坍缩后形成的同质量的黑洞熵。作认为，自引力辐射体系坍缩的合理模式是先形成中心黑洞，然后中心黑洞逐渐长大直至整个体系全部坍缩为黑洞。在坍缩过程中，任一中间态     

黑洞发光环谱线轮廓的精确解

围绕黑洞作开普勒运动的环状发光物所发射的光，将受到多普勒颇移和引力的综合作用．本文用光子输运方程方法，针对洛仑兹型发射谱线，求出在Schwarzschild度规下谱线轮廓的精确解，并讨论了Hercules星系团中类星体1604＋179光谱的认证．     

黑洞超吸积与伽玛射线暴

黑洞超吸积模型是伽玛射线暴中心引擎的有力候选者之一.将结合纷繁复杂的伽玛射线暴、引力波及其电磁对应体等爆发现象,简述该模型的一系列理论研究成果.同时,提供部分黑洞超吸积的常用工具类结论和公式,为相关工作提供理论支持.     

自引力辐射体系的熵与引力坍缩

本文利用李立新和刘辽导出的黑洞视界附近的辐射态方程，计算了约束在一个球形盒子中的目引力辐射体系的墙（不含中心黑洞和含有中心黑洞两种情况）．与Sorkin等人的计算比较，本文的结果不会出现发散困难，而且体系的总摘（包括中心黑洞的墙）的上阳正好等于坍缩后形成的同质量的黑洞嫡．作者认为，自引力辐射体系坍绩的合理模式是先形成中心黑洞，然后中心黑洞逐渐长大直至整个体系全部坍缩为黑洞．在坍缩过程中，任一中间态的媳总是比末态的黑洞墙小，到坍缩过程结束总熵才等于对应的黑洞摘．这一结果为黑洞滴的起源提供了一个合理的解释．     

黑洞发光环谱线轮廓的精确解

围绕黑洞作开普勒运动有环发光物所发射的的光，将受到多普勒频移和引力的综合作用，本用光子输运方程方法，针对洛仑兹型发射谱线，求出在Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ度规下谱线轮廓的精确解，并讨论了Ｈｅｒｃｕｌｅｓ星系团中类星体１６０４＋１７９光谱的认证。     

科技部重点专项“大质量黑洞与星系的协同演化及其宇宙学效应”简介

正黑洞是广义相对论预言的一种强引力时空区域,其中光子都难于逃脱引力束缚。随着现代天文观测进展,特别是LIGO引力波的发现,黑洞不再神秘,已被逐渐揭开面纱。它们普遍存在于宇宙之中。利用世界最大光学红外望远镜的长期监测,大质量黑洞可以肯定存在于银河系中心。越来越多的证据表明几乎所有星系的中心包含着大质量黑洞,它们的尺度比宿     

宇宙信息

钱德拉X射线天文台和欧洲空间局的XMM-Newton航天器观测到来自黑洞的X射线,获得了一些证明存在自旋黑洞的最有力的证据。 恒星质量黑洞是由大质量恒星形成的,从其伴星吸积气体和物质。在黑洞引力的作用下气体被吸积,     

黑洞的搜寻和证认（Ⅱ）：脉冲星—黑洞（PSR—BH）双星系统的研究和搜寻

综述了脉冲星－黑洞系统的诞生率理论并指出近期发现该系统的可能性。通过综述和分析脉冲星－中子星系统的观测特性，特别是脉冲星精确守时性对精确确定双星轨道参量和验证引力理论的重要意义。     

关于矢引力子场度规场的内部解

本文在文献[1]的基础上讨论了矢引力子杨度规场的静态球对称理想流体的内部解,我们得到了内解的一般表达式。我们的结果表明:(1)文献[1]的解是属于我们所得到的解的一种没有物理意义的特殊情况;(2)有物理意义的正压力解是存在的;(3)在矢引力场的情况下,与自引力相平衡的仍然是压力,而不是矢引力子的斥力。     

黑洞熵可以量子化吗?

在黑洞蒸发的最后阶段其残余质量为Planck质量的量级,因而所对应的黑洞熵为2πk_B量级,在Bekenstein工作的基础上作者导出在吸积物质的过程中黑洞的最小熵增为2πk_B,这一最小熵增又限制能参与吸积物质的黑洞的质量下限为Planck质量的量级,因而所对应的最小黑洞熵也为2πk_B这一量级。作者进一步指出:黑洞的最小熵及最小熵增不受引力常数G变化的影响,因此上述结论在极早期宇宙中也能成立,在上述分析的基础上作者提出一个猜想:黑洞熵可以量子化,其量子单位为2πk_B。     

真的有中等质量的黑洞吗?

现在,一般认为太空中的黑洞可分为三类：（1）按照宇宙创生热大爆炸学说,宇宙开始膨胀时大爆炸异乎寻常的力量可将一定数量的物质挤压得极度致密,从而形成了"原初黑洞"。这种黑洞只有质子或中子那么大,但质量却与小行星相仿（参见本刊1996年第3期文章：原初黑洞简介）;（2）恒星在其晚年,内部核燃料耗尽,核反应停止,星体在其自身引力的作用下开始坍缩,若坍缩物质的质量大于太阳质量的3倍,则坍缩的最终产物便是恒星级黑洞。目前,最可信的此类黑洞候选者中,质量最大的约为太阳的15倍（参见本刊1998年第4期文章：恒星级黑洞）;（3…     

黑洞的搜寻和证认(II):脉冲星-黑洞(PSR-BH)双星系统的研究和搜寻

综述了脉冲星-黑洞（PSR－BH）系统的诞生率理论并指出近期发现该系统的可能性。通过综述和分析脉冲星-中子星（PSR－NS）系统的观测特性,特别是脉冲星精确守时性对精确确定双星轨道参量和验证引力理论的重要意义,推测了PSR－BH系统的可能性质,指出发现PSR-BH系统对黑洞的搜寻和最终证认的重要意义。最后简介目前搜寻PSR-BH系统的现状和我们搜寻短轨道周期脉冲双星的计划。