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黑洞双模式吸积盘的研究

林一清  
【摘要】:本文第一章对黑洞吸积理论发展的历史与现状进行了简要的评述,介绍了四种重要的吸积模型,即标准薄盘(SSD)、SLE盘、Slim盘和ADAF,给出了在某一固定半径R上四种模型的统一描述。系统介绍了近年来在吸积领域比较流行的ADAF模型的基本方程组、自相似解、跨声速的整体解和动力学特性。双模式黑洞吸积盘SSD-ADAF成功地解释了一些观测现象,并且已经被广泛地应用到解释黑洞X射线双星和低光度活动星系核的连续谱。关于SSD-ADAF的转变机制目前有强ADAF原则、蒸发机制、Honma机制和SSD内区的热不稳定引发机制。我们对这些转变机制进行了全面的介绍。 关于SSD-ADAF的转变半径,一般推测是由吸积率决定的,不同机制模型给出的结果差异较大。本文对SSD内区的热不稳定引发的SSD-ADAF转变机制进行了深入的研究。 在第二章,我们考虑了能量方程,研究了SSD内区的不稳定引发SSD-ADAF的转变机制,结果表明辐射压主导的SSD内区的热不稳定性能够触发这样的转变;声速点R_s和转变半径R_(tr)可以完全由吸积流的常参数M,M,j和α来决定。 在第三章,我们研究了黑洞ADAF吸积的整体动力学,考虑韧致辐射作为局部的冷却机制,简单地假设吸积流是单温的等离子体,并采用一个对光学厚和光学薄都适用的桥梁公式来计算。我们分别是从径向速度v、声速c_s、角动量l、相对厚度H|R、光深τ、温度T和径移因子Q_(adv)/Q(vis)随R变化的关系上,发现了在黑洞吸积流的内区满足ADAF的条件,而在外区符合SSD的条件,并且SSD-ADAF的平滑连接是可以实现的,转变半径R_(tr)在10R_g左右,也就是比较靠近中心黑洞。 双温ADAF是更为普遍、更为完备的情形。我们在第四章进一步研究双温SSD-ADAF连接的情况,结果表明黑洞吸积流在强粘滞和非零辐射冷却(辐射机制包括韧致辐射,同步辐射和这两种辐射的康普顿化)的情况下,可以实现SSD-ADAF的平滑连接,转变半径R_(tr)大约在10R_g左右。 摘要n 综合上述研究结果,我们认为SSD内区的热不稳定能够引发SSD一ADAF转 变,转变半径尺r离中心黑洞的距离较近。


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