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天体物理吸积盘问题的研究

程丽红  
【摘要】:两百多年前,天文科学家就开始了对吸积盘的讨论,吸积盘被认为在宇宙中广泛存在着,但直至最近,这一推断才被观测所证实。吸积盘的研究是天体物理中的重要问题,本文将从两个方面探讨关于吸积盘的问题,第一个问题是利用反常粘滞研究薄吸积盘的垂向结构,第二个是吸积盘中波的传播如何转移角动量的问题。 天体物理吸积盘是具有反常粘滞的流体盘,盘内物质的粘性比通常分子粘性高许多个数量级。我们利用磁吸积盘一种全新的反常粘滞结果(Li Zhang2002),研究了黑洞周围薄吸积盘的静态垂向结构。数值模拟得到了垂向结构上压力、温度、径向能流和物质密度在不同粘滞数值下的分布,与吸积盘标准模型(α模型)得到的结果相符合,这说明了Li和Zhang的磁塌缩机制引起的反常粘滞的有效性。 吸积盘中波的激发和传播能够转移角动量,二维的情况早在1979年Goldreich和Tremaine和1986年Ward的经典文章中讨论过,在这里我们把它推广到三维的情况。我们运用Tanaka,Takeuchi和Ward在2002年得到的三维盘的方程,通过利用傅立叶—厄米(Fourier-Hermite)展开,得到一个二阶的常微分方程,然后利用Goldreich和Tremaine的经典方法,我们得到了波在林德布拉德共振区激发的情况和角动量的传输率,把结果退化到二维的情况,发现结果与二维的结果是一致的。


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