粘滞对黑洞吸积盘的截断的影响

采用吸积盘-冕模型研究了粘滞对黑洞X射线双星和低光度活动星系核(LLAGN)中吸积盘的截断以及黑洞X射线双星中高低态转变的影响.以前的分析表明,冕的结构对粘滞的大小非常敏感.因此详细计算了一系列粘滞系数情况下冕的结构.为了便于与观测比较,将数值计算结果进行解析拟合得到最大蒸发率和粘滞系数a的关系,M/MEDD≈1.08a3.35;截断半径和粘滞系数的关系,R/Rs≈36.11a-1.94.这些结果可以用来解释光谱态的高低态的转换和截断半径的变化.并将这些结果应用到几个黑洞X射线双星XTE J118 480,GX 339-4,以及活动星系核NGC 4636中.     

Ⅰ型X射线暴和中子星周围物质的相互作用研究进展

Ⅰ型X射线暴是发生在中子星小质量X射线双星表面的不稳定核燃烧过程。Ⅰ型X射线暴的辐射可对中子星周围的物质产生显著影响。文章回顾了Ⅰ型X射线暴与中子星周围物质之间的相互作用的观测结果和理论解释,包括坡印亭-罗伯逊效应引起的吸积率增加、Ⅰ型X射线暴能谱中的吸收限特征、吸积盘反射、千赫兹准周期震荡信号的变化、冕冷却导致的硬X射线缺失等;此外,还介绍了NICER卫星相关观测的最新进展。     

黑洞X射线双星的类氢类氦铁Kα发射线

用径移主导吸积流模型（ADAF）不仅可以成功解释很多低吸积率天体的连续谱辐射，也可以说明X射线波段的谱线发射，而后者目前尚少有讨论。以黑洞X射线双星GX339－4处在低吸积率的宁静态情况为例，计算了它的铁线发射，表明在ADAF情况下的确可以产生足够强的可以在观测上检测的类氢和类氦铁Kα线。     

黑洞X射线双星的类氢类氦铁K_α发射线

用径移主导吸积流模型(ADAF)不仅可以成功解释很多低吸积率天体的连续谱辐射,也可以说明X射线波段的谱线发射,而后者目前尚少有讨论.以黑洞X射线双星GX339-4处在低吸积率的宁静态情况为例,计算了它的铁线发射,表明在ADAF情况下的确可以产生足够强的可以在观测上检测的类氢和类氦铁Kα线.     

黑洞X射线双星的类氢类氦铁Kа发射线

用径移主导吸积流模型(ADAF)不仅可以成功解释很多低吸积率天体的连续谱辐射,也可以说明X射线波段的谱线发射,而后者目前尚少有讨论.以黑洞X射线双星GX339-4处在低吸积率的宁静态情况为例,计算了它的铁线发射,表明在ADAF情况下的确可以产生足够强的可以在观测上检测的类氢和类氦铁Kа线.     

黑洞吸积理论的新进展(Ⅰ):ADAF吸积理论

黑洞的吸积是天体物理学中最重要的基础理论之一。近年来该理论取得了引人瞩目的重大进展,具体表现在两个方面。其一是根据黑洞吸积必定跨声速这一特性,提出在一定条件下吸积流中会出现激波,这可称为含激波的吸积理论;其二是基于对一种局域致冷机制-贮导（advection）致冷的作用的重新认识而建立的,称为ADAF理论。在吸积盘的光学厚度很小或很大两种情况下,粘滞产生的大部分热量没有像在标准薄盘模型中那样辐射出去,而是贮存在流体中随流体的径向运动进入黑洞。与标准薄盘模型相比,贮导吸积盘具有高得多的温度和大得多的径向速度,但角动量小于开普勒角动量,吸积致能的效率要低得多。     

吸积盘边缘的质量和角动量损失与激变双星的演化

本文绘出了计算吸积盘边缘物质和角动量损失，以及它们对激变双星演化影响的理论模型.计算结果表明，紫外天文卫星（IUE）观测到的高速物质流是来源于吸积盘边缘，吸积盘边缘的角动量损失可以成为周期大于3小时的激变双星演化的物理机制．     

吸积盘边缘的质量和角动量损失与激变双星的演化

本给出了计算吸积盘边缘物质和角动量损失，以及它们对激变双星演化影响的理论模型。计算结果表明，紫外天卫星（ＩＵＥ）观测到的高速物质流是来源于吸积盘边缘，吸积盘边缘的角动量损失可以成为周期大于３小时的激变双星演化的物理机制。     

原太阳吸积盘结构

计算了粘滞演化阶段原太阳吸积盘结构。采用稳态标准吸积盘模型来描述盘中湍动粘滞；忽略其径向能量传输，将垂直结构作为一维问题处理。假设盘作Keplerian较差旋转，处于流体力学平衡和局域热平衡，盘由粘滞耗散加热，能量通过对流和辐射向外传输。结果表明，对温度敏感的不透明度是决定盘结构的重要因素；原太阳吸积盘为冷的薄盘，盘中热对流不稳定性由外而内，由上而下地终结；行星的形成应首先开始于对流终结的区域。     

吸积盘物理:稳定性和振动

研究了环绕致密天体的吸积盘的稳定性质和振动模式。特别关注了在热致和粘滞扰动作用下稳定的对流起支配作用的盘外流。还研究了相对论性吸积盘的振动模式。一些在盘内的捕获的 ,非衰减的模式也许可以用来解释X射线双星和活动星系核中所观测到的准周期振动。     

具有两个临界点的径移主导吸积流整体解

对黑洞径移主导吸积流(ADAF)的整体解作了研究.整体解经过两个临界点,其中一个是声速点Rs,另一个是粘滞点Rv.解被两个临界点划分为3个区域亚声速有粘滞的外区(R＞Rv),亚声速无粘滞的中间区(Rs＜R＜Rv)和超声速无粘滞的内区(R＜Rs).展示了一个完整的Rs-j参数空间图,它显示了所有可能的ADAF解.共发现3种类型的整体解ADAF-标准薄盘解、ADAF-厚盘解和含α-X型绝热激波的解,并给出了ADAF-标准薄盘解中Rs,Rv和Rout(ADAF的外边界)之间的一一对应关系.绝热激波将一个X型解的超声速无粘滞区域连接到一个α型解的亚声速无粘滞区域.这样的激波发生在两个无粘滞的区域之间,它能存在于各种大小的粘滞系数的ADAF中.     

CygX-1 X辐射的功率谱

运用自回归功率谱研究CygX－1X辐射的频谱特征,结果显示CygX－1转换态和高／软态时变频谱的连续成分,可以统一由有截断的幂律加噪声成分描述,转换态存在小于3Hz的宽峰结构及准周期振荡（QPO）成分（4－12Hz）,而高／软态完全可由截断幂律谱描述,不存在显著的QPO．截断频率在各态都相当稳定,在不同态的演化与平流为主的吸积流模型（ADAF）预期的情形一致．本文结果表明,自回归功率港分析是研究X射线双星光变特征的一个有效的方法．     

吸积盘物理：稳定性和振动

研究了环绕致密天体的吸积盘的稳定性质和振动模式。特别关注了在热致和粘滞扰动作用下稳定的对流起支配作用的盘外流。还研究了相对论性吸积盘的振动模式。一些在盘内的捕获的，非衰减的模式也许可以用来解释X射线双星和活动星系核中所观测到的准周期振动。     

黑洞吸积理论及其天体物理学应用的近期发展(Ⅰ)

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、伽马射线暴等的重要物理基础。该文评述了近年来黑洞吸积理论,尤其是径移主导吸积流(advection-dominated accretion flow,ADAF)模型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。全文分为两篇,该文是第一篇,内容是关于黑洞的热吸积流理论及其在银河系中心的应用。     

窄线赛弗特Ⅰ型星系中可能具有吸积盘热辐射起源的软X射线超

理论上,低质量高吸积率活动星系核的标准吸积盘黑体热辐射有可能形成软X射线波段的超出。然而,活动星系核的软X射线超温度为0.1 keV左右,显著高于标准吸积盘理论预言的最高有效温度。只有Yuan等人在2010年报道的RX J1633+4718是一个例外,其软超温度为32.5_-6.0^+8.0 eV,显著小于0.1 keV,并与吸积盘理论预言的温度相符;此外,其光度也符合吸积盘的理论预期。因此该软X射线超很可能起源于吸积盘的热辐射。这一类源对于吸积盘理论和软X射线超的研究都有重要意义。文中使用ROSATPSPC数据,在所有已知的窄线赛弗特Ⅰ型星系（Narrow Line SeyfertⅠgalaxies,NLSIs）中寻找类似于RX J1633+4718的源,即软X射线超可能起源于吸积盘热辐射的源。分析了150个源的245条光谱,其中58个源的90条光谱具有显著的软X射线超。样本中软X射线超温度分布的平均值T_soft为0.10keV,标准偏差为0.03 keV。除了RX J1633+4718外,只有3个源的软X射线超温度小于60 eV,而且温度接近吸积盘最高温度。这个结果表明,类似于RX J1633+4718的具有低温软X射线超的源很稀少。最后,在具有黑洞质量估计的26个源中,软超温度与黑洞质量M_BH、爱丁顿比L/LEdd及预期吸积盘最高温度T_max都没有明显的关联性,与前人的结果一致。     

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。     

Be／X射线双星的理论模型

为解释Ｂｅ／Ｘ射线双星波段联合观测结果，已发展了许多理论模型。在本文中简述这些Ｂｅ／Ｘ射线双星理论模型的研究现状，包括枞两个正常的Ｂ型星组成的密近双星演化成为Ｂｅ／Ｘ射线双星的演化模型，描述Ｂｅ星气壳的物理模型，Ｂｅ星和中子星的性质所决定的中子星吸积方式的吸积量及Ｂｅ／Ｘ射线双星Ｘ射线源光变曲线的理论解释。     

天鹅座X-3 X光子对γ射线的吸收

通过处理天文卫星COS-B的数据,我们首次获得了Cygnus X-3的γ射线像,并且发现了150—5000 MeV高能γ辐射与2—12keV X辐射强度的负相关现象,即X射线高态时的γ辐射比低态时弱. γ-X负相关现象可以用吸积盘X射线冕区中密集的X射线光子对γ射线的吸收作用解释.     

星风吸积下的有盘X射线脉冲星

近年来对吸积流的数值模拟工作证实了在星风吸积中吸积盘的存在。本文在此基础上，讨论具有早型伴星的Ｘ射线脉冲星吸积过程中吸积盘与球吸积流的相互作用。我们发现，盘吸积率和球吸积率的相对变化可以导致吸积盘和吸积矩的改变，从而解释了这类脉冲星脉冲周期的复杂变化，我们以典型星ＶｅｌａＸ－１和Ａ０５３５＋２６为例分别作了讨论。     

含电子-正电子对的双温吸积盘

本文研究包含正负电子对的双温吸积盘,正负电子对是通过非热的级联过程产生的.结果表明,对于轫致辐射盘和轫致辐射康普顿化盘,都存在一个临界吸积率.当吸积率小于临界吸积率时,盘结构有唯一的稳态解,大于临界吸积率则没有稳态解.我们求得了轫致辐射康普顿化盘的临界吸积率与α和ε_e的关系曲线.对于轫致辐射盘,电子对的影响可以忽略;而对于轫致辐射康普顿化盘,电子对的密度可达10~(-2)～10~3,电子对对盘的结构和光谱都有很大的影响.