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超新星中高速中子星的吸积

张旭  
【摘要】:天体引力俘获周围物质的过程称为吸积。吸积是天体物理中最普遍的过程之一。宇宙中一系列高光度或者高频率辐射的高能现象可以由吸积过程解释其物理机制。其中,致密天体如中子星或者黑洞的引力吸积可以将相当于大约10%的被吸积物质的静止质量转化为辐射,这是天体物理中最为有效的能源之一。 十九世纪末,开尔文(Kelvin)等人首先讨论了吸积现象。Hoyle,Lyttleton(1939年)给出恒定速度运动的恒星对忽略温度的静态气体云的吸积公式。Bondi(1952年)研究了恒星对静态气体的吸积问题,确定了引力捕获半径和得到了Bondi吸积率。之后,致密天体的各种吸积问题逐渐被广泛研究。本文详细总结了(?)ondi球对称吸积和HL柱吸积的解析工作。此外,在均匀且存在放射状外流的介质中,致密天体的球对称吸积问题,首先被Colgate(1971年)和Zel'dovich等人(1972年)研究。Colpi等人(1996年)描述了中心质量点对膨胀的绝热理想气体的吸积。Chevalier(1989)通过对SN 1987A的参数估计大约0.1M_⊙的物质可能被致密遗迹核吸积。而以上的工作并没有考虑中子星存在高速运动的情况。本文详细回顾了超新星早期阶段的演化特征,认为普遍存在的高速中子星对球对称吸积几何结构的破坏和超新星爆发早期的致密环境的影响,可能导致中子星吸积总质量显著增高。 本文通过建立一个含时的二维模型,描述高速中子星的吸积问题。模型着重讨论超新星爆发早期(激波脱离之前)的阶段。此阶段,喷发物具备尘埃流和非哈勃流的属性,新生中子星速度被假定为v_(ns)~10~3km s~(-1)。本文给出的吸积率为一个含时的复杂函数,要比Copli等人的结果下降的更快,同时也发现吸积率总质量敏感地依赖于喷发物的速度v_(sn)。文章讨论了吸积物质超越某个极限时,中子星将发生相变成奇异星的可能性。另外,被吸积物质的能量在中子星表面附近可以通过中微子辐射释放,保证了本文讨论的超爱丁顿吸积能够实现。同时,本


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