类星体样本光变研究进展

光变是活动星系统的共同特征,光变规律的研究已成为人类探索活动星系核物理的有力手段,综述了类星体样本光变的研究现状,对样本的光变比例,光变类星体的平均光变幅,光变时间尺度,光变幅与类星体物理参量的相关情况,类星体样本光变和其它活动星系核样本的关系进行了详细评述,并评述了样本光变的星暴模型,微透镜模型,吸积盘模型三种理论模型。     

含粘滞和磁场的薄吸积盘不稳定性

本文采用微扰方法导出色散方程，并在四种情况下详细讨论了薄吸积盘的不稳定性，结果表明：在纯粘滞和纯磁场盘中存在脉动不稳定性，而且在吸积盘内同时考虑粘滞和磁场时，存在两稳定性，一种是脉动不稳定性，另一种是单调不稳定性，同时数值计算否定有明，脉动不稳定性更可能存在于内区，而财不稳定性则只在盘的外区，对短波扰动才有意义，这些结果为解释ＢＬ Ｌａｃ天体、Ｓｅｙｆｅｒｔ星系及星体活动星系核的光变现象进一步提供     

含粘滞和磁场的薄吸积盘不稳定性

本文采用微扰方法导出色散方程，并在四种情况下详细讨论了薄吸积盘的不稳定性。结果表明：在纯粘滞和纯磁场盘中都存在脉动不稳定性。而且在吸积盘内同时考虑粘滞和磁场时，存在两种不稳定性，一种是脉动不稳定性，另一种是单调不稳定性。同时数值计算还表明，脉动不稳定性更可能存在于盘的内区，而单调不稳定性则只在盘的外区，对短波扰动才有意义。这些结果为解释ＢＬＬａｃ天体、Ｓｅｙｆｅｒｔ星系及类星体等活动星系核的光变现象进一步提供了理论依据。     

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。     

黑洞热吸积流的理论研究

<正>活动星系核(AGN)、低光度活动星系核(LLAGN)以及X射线双星(XRB)系统中都存在黑洞吸积过程.黑洞吸积是人们理解相关天体的辐射、光变等现象的关键.本学位论文主要侧重于对目前非常流行的热吸积流(径移主导吸积流ADAF以及明亮热吸积流LHAF)的研究.该类吸积流是理解LLAGN以及处于硬态的XRB的基本理论模型.论文第1章详细介绍了相关的背景.首先讨论了天体环境中的黑洞及其所处的系统—AGN、     

修正的粘滞律及有磁吸积盘的稳定性研究

本文采用修正的粘滞定律及磁流体力学研究了薄吸积盘内区及外区的稳定性问题。运用微扰方法导出了色散方程，分析了四种情况下吸积盘的不稳定性，结果表明：在同时考虑磁场和修正的粘滞律时，吸积盘中存在着三种振荡模式，其中粘滞模式总是稳定的，磁声速模式（包括向里、向外传播两种模式）通常是不稳定的。这些结果为解释ＢＬ Ｌａｃ天体、Ｓｅｙｆｅｒｔ星系、类星体等活动星系核的光变现象提供了理论依据。     

径移主导吸积盘的含时数值模拟

黑洞吸积被认为是活动星系核的能量来源,而研究黑洞吸积最主要的难题是要解释吸积气体的角动量是如何转移出去的.黑洞吸积盘理论提出通过粘滞力矩转移角动量.径移主导吸积盘模型(advection-dominated accretion flow,简称ADAF)是几何厚、光学薄的低吸积率吸积盘模型,它在解释低光度活动星系核的一些观测现象时获得了很大的成功.近年来,随着计算机技术的迅猛发展,数值模拟在天体物理研究中获得了广泛的应用,也取得了突破性的进展.主要工作是用数值模拟方法研究ADAF整体解作为初始条件模拟黑洞的吸积过程.     

活动星系核中的喷流形成

对活动星系核中的喷流加速机制、观测特征有目前研究近况进行了评述。磁场在喷流加速过程中起重要作用，对磁场加速喷流模型中喷流加速区域的大小进行了估计。比较了不同的磁场加速喷流模型，并讨论了有序吸积盘磁场的形成与维持过程。简要地评述了活动星系核中吸积盘与喷流存在内在联系的观测证据，及中央黑洞与活动星系核的射电辐射特征的关系。     

吸积盘驱动喷流模型研究进展

高度准直的相对论性喷流和低速的喷流存在于很多天体系统中。尽管不同天体系统的尺度不同,但这些喷流具有相似的形成机制,被普遍认为是中心天体周围吸积盘转移角动量而不损失过多质量的有效方式。简要介绍了目前主流的几种吸积盘驱动喷流模型,列举了原初恒星体、X射线双星、活动星系核等典型的吸积供能天体,并介绍了相关理论模拟及实验模拟的最新研究进展。     

AGN吸积盘辐射区半径的多方法研究

通过收集数据,用标准α盘模型法、短时标光变法、连续波混响滞后法、微引力透镜法分析了活动星系核吸积盘辐射区半径,并对4种方法进行分析讨论。结果表明:(1)将耀变体和类星体参数比较,发现两个子类的中心黑洞质量、光度和吸积盘辐射区半径都没有明显差别。选择高光度源进行研究,出现了两个子类以上参数无明显区别的情况;(2)短时标光变法得到的吸积盘辐射区半径比和黑洞质量没有明显的相关性;(3)连续波混响滞后法得到的吸积盘辐射区半径比对黑洞质量的依赖性高于标准α盘模型法,对于无法确定中心黑洞质量的源,可以利用连续波混响滞后法得到吸积盘辐射区半径;(4)微引力透镜法得到的吸积盘辐射区半径比和黑洞质量没有明显的相关性,且该方法只适用于存在微引力透镜效应的类星体;(5)这些方法从观测上证明了吸积盘辐射区半径与黑洞质量存在相关性,验证了标准模型成立。为进一步在观测上寻找这4种方法所需要的源提供了理论指导,对活动星系核的吸积盘辐射区半径研究有重要意义。     

AGN子类的硬X射线光变曲线功率谱幂率指数的分布差异

基于Swift/BAT观测的活动星系核在硬X射线波段光变曲线数据,通过离散傅里叶变换法,分析了Ⅰ型塞弗特、Ⅱ型塞弗特、平谱射电类星体、蝎虎天体功率谱的幂律指数的分布特征。发现塞弗特Ⅱ型与Ⅰ型活动星系核的幂律指数分布有显著差异,而Ⅰ型活动星系核各子类之间的幂律指数分布差异性不显著。塞弗特Ⅱ型的硬X射线可能来源于吸积盘内区及热冕,而塞弗特Ⅰ型的硬X射线主要来自有外流的冕。发现来自相对论性喷流或者外流冕的硬X射线在统计上有更大的幂律指数,而来自吸积盘热冕的硬X射线幂律指数较小。     

含平流双温吸积盘的振荡不稳定性研究

从流体动力学方程出发,用微扰法得出含平流双温吸积盘的径向,环向不稳定性的色散方程,并对平流和径向粘滞力对双温吸积盘的影响进行了较详细的讨论。结果表明：平流和径向粘滞力对声模有较大的影响,且不改变粘滞模和热模的稳定性质。而环向扰动对吸积盘的各种模有着较明显的作用,这一模型有利于解释活动天体的周期和准周期光变现象。     

含平流双温吸积盘的振荡不稳定性研究

从流体动力学方程出发,用微扰法得出含平流双温吸积盘的径向、环向不稳定性的色散方程．并对平流和径向粘滞力对双温吸积盘的影响进行了较详细的讨论．结果表明：平流和径向粘滞力对声模有较大的影响,且不改变粘滞模和热模的稳定性质．而环向扰动对吸积盘的各种模有着较明显的作用．这一模型有利于解释活动天体的周期和准周期光变现象．     

黑洞吸积理论及其天体物理学应用的近期发展(Ⅱ)

黑洞吸积理论是天体物理学的一个基础理论,是认识许多高能天体系统如活动星系核、黑洞X射线双星,以及伽马暴等的重要物理基础.该文评述近年来黑洞吸积理论尤其是径移主导吸积流模型(advection-dominated accretion flow)及其变种的主要发展,并介绍该理论在银河系中心、低光度活动星系核、黑洞X射线双星等方面的应用.共分为两篇,该文是第2篇,内容是关于黑洞热吸积流理论在低光度活动星系核以及黑洞X射线双星方面的应用.     

自引力磁均分和磁守恒吸积盘模型的稳定性分析

对自引力磁均分和磁守恒两种模型的径向振荡稳定性的研究表明：在同时考虑自引力和磁场作用的情况下,吸积盘在磁均分和磁守恒模型中均存在着三种振荡模式,其中粘滞模式总是稳定的,磁声模式是不稳定的,中性模式在图中较长波段范围趋于稳定,在较短波段范围是不稳定的．这些结果有利于解释活动天体的Mark421和Pks2155—304的长周期光变现象．同时阐明了自引力在两种模型中对三种模式的影响有相同的趋势,而对磁场则分别起着相反的作用．这个结论表明磁均分吸积盘模型在解释光变现象时更为有利．     

水脉泽寄主活动星系核的吸积率(英文)

水超脉泽辐射( 各向同性光度超过 10 个太阳光度) 通常在星系中心最内部的核区( 小于几个秒差距) 被发现,因而活动星系核被认为是其唯一的能量源。同其它没有检测到水脉泽辐射的活动星系核相比,水脉泽寄主活动星系核可能隐含着某种或某些特殊性质。基于此我们调研了已经公开发表的所有水脉泽源的 X 射线观测情况,得到了一个有 X 射线观测研究结果的子样本( 39 个源) 。由它们的 X 射线光度以及估算的黑洞质量,导出了它们的无量纲吸积率( logL2-10keV /LEdd,其中 L2-10keV和 LEdd分别是 2 - 10keV 的固有光度和爱丁顿光度) ; 与距离范围相当的、没有检测到水脉泽的活动星系核样本相比,发现脉泽寄主活动星系核有较高的吸积率。进一步分析比较这两个活动星系核样本的质量吸积率,也发现类似的趋势。此外,为了探索吸积率和水脉泽辐射间可能的内在联系,我们对它们的脉泽光度和吸积率进行了统计分析,然而结果显示二者之间没有明显的相关性。     

活动星系核X射线本征谱指数与爱丁顿比关系的研究进展

活动星系核是中央核区有剧烈活动的(河外)星系总称。随着观测技术不断进步,人们对活动星系核的研究越来越多,对其理解也越来越深刻。总结整理了近年来对活动星系核X射线本征谱指数与爱丁顿比关系的观测结果,揭示出如下V形关系图像:随着爱丁顿比由大变小,X射线本征谱指数与爱丁顿比由存在正相关关系,转变为存在负相关关系。一般认为,这一观测现象反映了随着吸积率的降低,黑洞吸积模式发生了变化,由高吸积率时的标准薄盘吸积变为低吸积率时的辐射无效吸积流。这表明,基于标准薄盘的最基本的活动星系核统一模型虽然能够成功地解释较高光度活动星系核的很多观测现象,但却需要做一定的修正,以解释低光度活动星系核的一些观测性质。同时,将来有希望利用这一相关关系估算活动星系核一些重要参数,如中央超大黑洞质量、吸积率等,从而帮助人们更好地理解活动星系核的辐射机制和演化过程。最后对这一领域的研究进行了总结与展望。     

活动星系核中的射电喷流(英文)

简要介绍了近几年上海天文台活动星系核研究的某些进展。其中包括EGRETAGNs子样本 ,中等BLLacs (IBLs)源和宽吸收线类星体的VLBI观测研究 ,以及关于活动星系核中射电喷流与吸积盘联系的若干统计研究结果。     

星系中心超大质量黑洞的自转

自转作为描述黑洞天体物理性质的两个基本参数之一,其研究正方兴未艾.本文以星系中心超大质量黑洞(SMBH)的自转为研究主题,阐述自转的确定、宇宙学演化及其对黑洞吸积历史的限制.SMBH附近的加速机制使粒子产生甚高能量的辐射,对这些辐射的观测可以给出中心黑洞的信息.基于此,我们提出了利用TeV光变限制黑洞自转参数的方法.基本原理是:TeV光变给出了辐射区域最大尺度的限制,吸积盘辐射场通过对TeV光子的吸收光深给出了辐射区域最小尺度的限制.由于吸积盘辐射场与黑洞自转直接相关,从而结合TeV光变可以限制黑洞自转.对于给定的光度,快     

活动星系核的喷流

本文首先对由活动星系核中发出的喷流的研究历史和观测特征作了概括介绍。然后着重评述关于喷流的产生(即最初的加速和准直机制)的两类基本模型。辐射压支持的流体厚吸积盘模型已经得到比较多的研究,看来存在一些难以解决的问题。电磁流体吸积盘模型似乎更有吸引力,但还需要大量的工作进一步详细探讨。