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。     

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。     

黑洞在顺行吸积和逆行吸积中的演化特征

分别在薄盘和厚盘两种情况下,讨论吸积盘的中心黑洞在顺行积和逆行吸积中的演化特征,结果表明,黑洞的温度和熵在逆行吸积与顺行吸积中的演化特征很不相同;在顺行吸积中黑洞的温度单调减小,而在逆行吸积中黑洞的温度存在一个极大值;在吸积的全过程中,黑洞的熵始终是增加的,而且逆行吸积中黑洞熵的变化率要比顺行吸积中的黑洞熵的变化率大得多,此外还讨论了在吸积过程中,黑洞质量的相对变化与黑洞自转的相关性。     

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。     

含平流单温吸积流：电子对由非热过程产生情形

本文利用含平流的热吸积流的自相似解,在电子对为非热产生的情况下,求得了含平流的热单温吸积流在小吸积率时的径向结构．证实了含平流热吸积流所具有的显著特征和基本性质,并得到一些新的结果：含平流的热吸积流存在一个临界半径r,含平流热吸积流的辐射冷却率与中心天体的质量成平方反比关系,含平流热吸积的电子对密度高于SLE模型吸积盘．     

黑洞吸积盘的演化及温度分布的热不稳定性

本文在Ｔｈｏｒｎｅ工作的基础上讨论了吸积盘中黑洞的有关参量的演化，以及由Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞吸积盘向Ｋｅｒｒ黑洞吸积盘演化过程中对吸积盘辐射通量的影响，最后针对几个典型的辐射过程，分别讨论了黑洞吸积盘在牛顿框架中的温度分布方程与广义相对论的温度分布方程的热不稳定性，并给出此类问题的热不稳定性的判据。     

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.     

激变变星中吸积盘的边界问题

边界层是介于吸积盘和吸积星之间的非常狭窄的区域，在该区域中随着盘物质接近星面，它的角速度从开普勒角速度下降至恒星自转角速度。边界区因释放的能量接近吸积光度的一半，并且为确定吸积盘微分方程提供内边界条件而显示出它的重要性。本文综述了激变变星中吸积盘边界层的研究进展。     

激变变星中吸积盘的边界层问题

边界层是介于吸积盘和吸积星之间的非常狭窄的区域，在该区域中随着盘物质接近星面，它的角速度从开普勒角速度下降至恒星自转角速度。边界层因释放的能量接近吸积光度的一半，并且为确定吸积盘结构的微分方程提供内边界条件而显示出它的重要性。本文综述了激变变星中吸积盘边界层的研究进展。     

含平流（avdection）的热单温吸积流的径向结构

本在小粘滞参数，低吸积率的条件下，借助含平流的热吸积流的自相似解，考虑非热正负电子对产生，采用分两个区域分别求妥然后对接的方法，研究了含平流的热单温吸积流的径向结构。证实了热吸积流所具有的一些显特征和基本性质，同时得到一些新的结果：含平流的热吸积流存在一个临界半径ｒＣｒ；明确指 出含平流的热吸积流的辐射冷却率与中心天体的质量成平方反比关系；提出正负电子对过程对含平流的热吸积流的辐射过程有显影     

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     

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．     

类星体的厚吸积盘与自引力吸积盘模型

本文对类星体的各种厚吸积盘模型,紫外超现象的吸积盘模型及自引力吸积盘模型作了简扼评述.     

黑洞暂现源中的准周期振荡现象

黑洞暂现源是中心天体为恒星级黑洞的X射线双星,其X射线辐射是暂态的。目前已经得到认证的黑洞暂现源总共有17个,黑洞候选体有32个。黑洞暂现源中普遍存在准周期振荡(QPO)现象,按照频率的不同可以将黑洞暂现源中的QPO分为低频QPO和高频QPO两类。相对论性进动模型是现阶段解释低频QPO现象最成功的理论模型,除此之外径向振荡模型和盘振荡模型也可以解释某些低频QPO现象;而高频QPO现象可以用相对论性共振模型以及盘振荡模型解释。研究黑洞暂现源QPO现象有利于更好地了解吸积的本质以及内吸积流的性质,同时为研究黑洞周围强引力场效应提供了窗口。此外,存在一些与QPO现象有关的经验关系,对这些经验关系的研究可以对现有的理论模型提出限制条件。     

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。     

含平流(advection)的热单温吸积流的径向结构

本文在小粘滞参数（α＝０．１）、低吸积率的条件下，借助含平流的热吸积流的自相似解，考虑非热正负电子对产生，采用分两个区域分别求解然后对接的方法，研究了含平流的热单温吸积流的径向结构．证实了热吸积流所具有的一些显著特征和基本性质，同时得到一些新的结果：含平流的热吸积流存在一个临界半径ｒｃｒ；明确指出含平流的热吸积流的辐射冷却率与中心天体的质量成平方反比关系；提出正负电子对过程对含平流的热吸积流的辐射过程有显著影响．     

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。     

双黑洞并合与黑洞逆向吸积

黑洞是广义相对论理论预言的天体,也是很多天文现象,如类星体、活动星系核、喷流、吸积盘的中心引擎。根据广义相对论,宇宙中的黑洞可以由质量和自旋两个参数来描述。对比黑洞质量的测定,自旋的测量较为困难。但自旋的方向与很多天文现象密切相关。如果黑洞自旋方向与吸积盘的转动方向一致,将形成正向吸积的天文现象;反之,如果黑洞自旋的与吸积盘的转动方向相反,将形成逆向吸积的天文现象。利用宽线区尺度与光学光度之间的关系,最近的研究发现了逆向吸积盘的可能候选体。利用双黑洞并合的物理图像提出了一种逆向吸积盘的物理形成机制,并定量计算了相关的逆向吸积盘形成率。发现了超大质量双黑洞系统的质量比分布与类星体逆向吸积盘的形成率之间存在定量关系,该定量关系可以通过未来的空间引力波探测以及逆向吸积盘的探测进行检验。     

NDAF的中微子湮灭模型解释GRB 090510爆发

围绕着恒星级黑洞的中微子主导吸积盘可以通过盘上发出的中微子湮灭为伽玛暴提供能量。对于黑洞超吸积系统,吸积可能引起黑洞特征的极大演化,这会进一步引起中微子光度的演化。考虑不一样的平均吸积率和初始黑洞参数,通过吸积系统的演化分析中微子湮灭光度和总的中微子湮灭能量随时间的变化。同时计算了短暴GRB 090510的中微子湮灭能量并与理论预测的结果比对,发现中微子主导吸积盘的中微子湮灭能量的理论预测值远高于观测值,意味着这种模型可能提供GRB 090510爆发所需要的能量。     

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.