中子星吸积加速与引力辐射影响

研究了中子星双星系统吸积过程中的中子星自旋加速,得到其周期随着吸积质量的变化关系,并且通过对中子星磁场与周期演化分析,对比脉冲星的观测,获得了理论与观测类似的结果,在此基础上,研究了引力辐射作用对中子星自旋加速过程的影响,并且推导了吸积过程中中子星自旋周期变化率,探讨了吸积与引力辐射影响相当的临界角速度Ω_(cr),评估了中子星的自旋在引力辐射下的影响.     

脉冲星的光度、磁场和演化

中子星是恒星在核能源已经耗尽的情况下引力坍缩的产物。它仍然具有很高的温度 ,热能将以黑体辐射的形式辐射出去 ,但是这种能量通过各种冷却过程而耗散 ,不可能是脉冲星的主要能源。脉冲星的引力特别强 ,如果它是双星系统的成员 ,而且伴星不是致密星时 ,伴星的物质有可能被吸积到脉冲星上 ,被吸积物质的引力势能可以转化为别的能量形式 ,Ｘ射线脉冲双星就属于这种情形。但是大多数脉冲星不是双星系统 ,在约占脉冲星总数 5%的双星系统中 ,绝大多数的伴星都是白矮星或中子星 ,所以引力能不是脉冲星的主要能源。脉冲星的能量来自何方 ?地球有…     

小质量X射线双星中中子星自转演化的研究

为解释毫秒脉冲星自转周期的观测数据和理论结果之间的差异,采用数值分析的方法研究了小质量X射线双星中中子星的自转演化.在计算中,分别考虑了辐射压和中子星辐照引起的物质交流的不稳定性对系统的影响.结果如下:(1)吸积盘内的辐射压会使自转周期有小幅增加,中子星辐照导致的物质传输率的变化会缩短演化路径中自转减慢的阶段;(2)同时考虑辐射压和中子星辐照时在物质传输的高态阶段吸积会被辐射压抑制;(3)吸积的质量和快参数影响达到自转平衡的系统数目.     

1979年3月5日宇宙γ射线爆发的一个模型(Ⅱ)

本文就1979年3月5日宇宙γ射线爆发事件提出一种可能的机制,它可能发生在一个包含有中子星的双星系统中,来自伴星的一次偶发事件抛射的大量物质,使中子星磁层顶处堆积大量等离子体,形成高密度吸积环.当吸积环中物质数量超过某个临界值时,由等离子体的Kruskal-Schwarzschild不稳定性导致吸积环物质进入磁球,在它到达中子星表面时,产生γ射线和硬X射线爆发.本文所得结果与文[1]所需的物理条件基本相符。     

中子星内部中微子辐射的相对论修正

通过相对论平均场理论和相关的弱相互作用冷却理论,在有、无超子两种情况下的中子星物质中研究含相对论效应的中子星冷却性质,并且与非相对论情况进行对比分析.考虑到极微小尺度上的引力会偏离牛顿引力,引入引力修正效应.结果表明中微子辐射的相对论效应降低了中微子发射率、发光度以及星体的冷却速度.在考虑引力修正的无超子的中子星物质中,相对论效应所引起的星体冷却速度降幅最大,对于两倍太阳质量的传统物质中子星可达56%,而超子物质中降幅最小,约为38%.     

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。     

对等温,有磁薄吸积盘脉动不稳定性的多因素影响

本从磁流体动力学方程组出发，用微扰法得出等温有磁薄吸积盘径向脉动不稳定性的色散方程，详细讨论了磁场、径向粘滞力和因果性修正的α型粘滞对吸积盘不稳定性的影响。我们的结论是：磁场是一种在全盘区域起作用的非稳因素，它能影响粘滞模式的不稳定性和两种声波模式的增长率。径向粘滞力是一种在全盘区域起作致稳因素，它主要影响两种声波模式的不稳定性。α型粘滞的因果性修正主要在盘内区起作用，它对吸积盘的不稳定性影响较     

吸积对超新星SN 1987A的热光度贡献的再探讨

超新星ＳＮ１９８７Ａ中央可能存在的致密天体（如中子星）,通过吸积那些超新星爆发时抛射速度小于逃逸速度的物质而产生的吸积光度,对ＳＮ１９８７Ａ晚期的热光度演化有重要的贡献．本文改进了以前的理论模型,给出了更为合理的定量计算,对所提出的特殊的吸积机制作出了仔细分析,特别强调,这种吸积是膨胀包层中的物质由于引力作用引起的长时期内的连续回落,它有别于其它的吸积模型,并给出直接的观测证据．假设致密天体是１４Ｍ⊙,半径为１０６ｃｍ的中子星,我们的计算表明,它的吸积能提供足够的能量来形成ＳＮ１９８７Ａ热光度曲线在１０５０天左右时的鼓包,并且使热光度曲线从８００天以后下降变缓     

用中子星限制暗物质粒子散射截面

中子星可以通过重子物质和暗物质的相互作用吸积暗物质,且在一定条件下, 中子星吸积的暗物质粒子可以引发自引力塌缩形成小型黑洞, 生成的黑洞可能会进一步吞噬中子星.依据文献已有模型, 基于以上物理过程给出了在暗物质粒子不同质量下对暗物质粒子--中子的散射截面的限制.使用弱相互作用大质量粒子(Weakly Interacting Massive Particle, WIMP)模型, 并考虑暗物质粒子是玻色子的情形, 讨论了暗物质粒子有无自相互作用以及有无湮灭等条件下对限制暗物质参数的影响.既考虑了已发现的两个中子星系统来给出对暗物质参数空间的限制,也考虑了两个可能存在的年老中子星来预测未来观测可能对暗物质参数空间的限制.对于考虑玻色--爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensate, BEC)的玻色子暗物质, 在无自相互作用或有弱自相互作用, 无湮灭或有很小湮灭截面的条件下,中子星给出的间接观测对暗物质粒子-中子散射截面的限制的强度比XENON1T直接探测实验来得更强.未来, 如果在银心附近能观测到年老中子星, 其观测结果可以提升模型给出的对暗物质粒子--中子散射截面的限制, 从而帮助人们进一步理解暗物质.     

SN1987A晚期X射线辐射的分析

在中央中子星吸积模型较好的解释了超新星ＳＮ１９８７Ａ晚期光度演化的基础上,本提出了ＳＮ１９８７Ａ晚期Ｘ射线辐射的一种新的解释。利用模型计算邮的吸积光度以及ＳＮ１９８７Ａ膨胀气体包层的化学组分及分布,计算了出射的软Ｘ射线（０．５－２ｋｅＶ）光度的演化,并与观测作了比较,我们认为ＳＮ１９８７Ａ晚期由中央中子星吸积产生的软Ｘ射线光度经过一段时间的增长后,将在４１００天左右开始下降。     

SN1987A晚期X射线辐射的分析

在中央中子星吸积模型较好地解释了超新星ＳＮ１９８７Ａ晚期光度演化的基础上,本文提出了ＳＮ１９８７Ａ晚期Ｘ射线辐射的一种新的解释．利用模型计算出的吸积光度以及ＳＮ１９８７Ａ膨胀气体包层的化学组分及分布,计算了出射的软Ｘ射线（０．５２ｋｅＶ）光度的演化,并与观测作了比较．我们认为ＳＮ１９８７Ａ晚期由中央中子星吸积产生的软Ｘ射线光度经过一段时间的增长后,将在４１００天左右开始下降．     

双星X射线源与中子星的自转减速

一银河系内的致密X射线源中,有一类被确认为密近双星,例如武仙座X-1、半人马座X-3等,用吸积模型来说明它们的性质是比较成功的.观测表明,武仙座X-1和半人马座X-3等X射线源都有一个周期稳定的脉动成份,其周期分别为1.24秒和4.8秒.由于这些脉动成份的时标很短,吸积子星很可能是中子星,而周期性的脉动则是由中子星的     

异常X射线脉冲星与强磁星

早在1967年,休伊什和贝尔发现的脉冲星即被证明为具有强磁场的中子星。稍后,人们又发现蟹状星云中子星发射X射线脉冲。20世纪70年代"乌呼鲁"卫星发现,半人马座X-3和武仙座X-1也有周期X射线脉冲发射,它们的脉冲周期分别为4.84秒和1.24秒。这些X射线源现在称为"正常X射线脉冲星"。正常X射线脉冲星分为两类,一类是单个中子星,它们的辐射能来自旋转,另一类是双星系统内的中子星,它们的辐射能由引力很强的中子星从吸积的伴星物质中得到。1979年12月,格利高里和法尔曼用"爱因斯坦天文台"观测新发现的可变射电源时,在仙后座里拍摄到一个奇怪的天     

对等温、有磁薄吸积盘脉动不稳定性的多因素影响

本文从磁流体动力学方程组出发，用微扰法得出等温有磁薄吸积盘径向脉动不稳定性的色散方程，详细讨论了磁场、径向粘滞力和因果性修正的α型粘滞对吸积盘不稳定性的影响．我们的结论是：磁场是一种在全盘区域起作用的非稳因素，它能影响粘滞模式的不稳定性和两种声波模式（O－mode和Ⅰ－mode）的增长率．径向粘滞力是一种在全盘区域起作用的致稳因素，它主要影响两种声波模式的不稳定性．α型粘滞的因果性修正主要在盘内区起作用，它对吸积盘的不稳定性影响较为复杂：对粘滞模式和无磁盘的Ⅰ-mode，它表现为致稳因素，而对O－mode和有磁盘的两种声波模式，则表现为非稳因素．     

X射线脉冲星周期的变化与吸积盘边界的K-H不稳定性

本文在中子星磁层与吸积盘之间引入了一个速度、密度、压强和磁场都连续变化的有限厚度的剪切层,以代替Anzer理论中的切向间断面,用磁流体力学方法讨论了中子星磁层与吸积盘交界处等离子体可压缩情况下平面波扰动的K-H不稳定性。结果表明,K-H不稳定性依然存在,径向波矢扰动成为不稳定的主要模式。文中特别讨论了剪切层厚度取值对中子星自转的影响,表明适当调节剪切层厚度就可解释X射线脉冲星周期的变化。将此模型应用到脉冲X射线源Her X-1上,得到较好的结果。     

黑洞吸积的双模式特征

黑洞吸积必定是跨声速的。对于静态、绝热吸积流,比能量E、比角动量L和质量吸积率M都是空间的常量。跨声速解的非奇异条件,F(E,L,M)=0,使独立参数减为只有两个。对于一对给定的E和L的符合条件E_c>E>E_(Barr)的值(这里E_c是一临界值,E_(Barr)是引力和离心力的联合势垒),上述非奇异条件给出两个不同的吸积率值,对应着两个不同的吸积流声速点位置。然而,物理上合理的整体解却是唯一的,它总是使两个吸积率值中之较小者得到实现。 对于一个不转动的黑洞,吸积以两种模式之一进行。一是类球吸积或称Bondi吸积,角动量的影响和相对论效应均微不足道;另一是盘吸积,这两个因素起决定性作用。两种模式之间的转换是基于声速点位置的间断性跳跃,而这种跳跃是由吸积流参数(例如角动量)的连续变化所引发。Bondi吸积可称为高态而盘吸积为低态,因为前者总对应着较高的吸积率。 随时间变化的吸积流很可能在这两种模式之间来回振荡,呈现出周期性或准周期性或无规则行为。这可以用来解释天鹅座X-1和若干活动星系核的光变现象,从而为黑洞的存在提供有力的观测依据。     

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,     

磁中子星的一维吸积柱模型

本给出了改进的一维吸积柱模型,探讨了在大吸积率下吸积柱的结构及物理性质,并理论推导吸积柱内下落物质的温度、密度及速度的变化。计算结果表明,它自上而下可以分为几个部分：冲击区（辐射压减速压）、理想气体压减速区、简并气体压减速区、外流区。作为例证,详细计算了吸积率Ｍ≈１０＾１７ｇ／ｓ,极区磁场强度Ｂｍ≈１０＾８Ｔ的中子星吸积柱。探讨了吸积柱内的热核反应,认为它可能与低质量Ｘ射线双星的低频ＱＰＯ（准周     

吸积双星脉冲星EXO2030+375中回旋吸收线的迹象

本文作者首次发现了EXO 2030+375的回旋吸收线迹象.这是迄今唯一一个同时有用回旋吸收线直接测量的磁场数据和用吸积演化方法间接测量的中子星磁矩数据的X射线脉冲星.两种测量方法的结果有很大差别,本文提出了可能导致这种差别的物理机制.     

磁中子星的一维吸积柱模型

本文给出了改进的一维吸积柱模型,探讨了在大吸积率下吸积柱的结构及物理性质,并理论推导吸积柱内下落物质的温度、密度及速度的变化．计算结果表明,它自上而下可以分为几个部分：冲击区（辐射压减速区）、理想气体压减速区、简并气体压减速区、外流区．作为例证,详细计算了吸积率Ｍ≈１０~１７ｇ／ｓ,极区磁场强度Ｂｍ≈１０~８Ｔ的中子星吸积柱．探讨了吸积柱内的热核反应,认为它可能与低质量Ｘ射线双星的低频ＱＰＯ（准周期振荡）现象有关．