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黑洞热吸积流的相关问题

宋东环  
【摘要】:黑洞吸积作为宇宙中的主要的能源机制,它对于解释一些重要的观测现象,以及理解其它的物理过程非常有帮助。众所周知,根据吸积流温度的不同,可以将吸积盘模型被划分为“冷盘”和“热盘”两大类。热盘的主要代表是径移主导的吸积流模型(ADAF),本文主要探讨热吸积流的几个相关问题。 第一章是黑洞吸积概述部分,主要讲述了黑洞物理简介和吸积盘的基本理论。关于黑洞物理简介,我们从黑洞的发展历程开始讲起。接着讲述了黑洞所处的宇宙环境——活动星系核(AGN)、低光度活动星系核(LLAGN)、黑洞X射线双星,其中对活动星系核(AGN)用了大量的篇幅去介绍。最后,根据黑洞质量将其划分为四种类型,主要包括超大质量黑洞,原初黑洞,恒星级黑洞,还有中等质量黑洞。关于吸积盘的基本理论,包括吸积盘的发展历程和吸积盘的主要分类两部分内容。对于吸积盘的主要分类,首先给出描述黑洞吸积盘的流体力学方程组,然后对ADAF,Slim盘,标准薄盘(SSD),以及SLE盘等四个典型的吸积盘模型进行简单介绍。 第二章是热吸积流模型浅析,本章先简单介绍了径移主导吸积流(ADAF)和明亮热吸积流(LHAF)两种已有的模型。我们知道LHAF是ADAF在高光度情况下的自然延伸,虽然描述ADAF和LHAF的基本方程是一样的,但是二者在物理上还是有所区别。基于以上描述,我们对热吸积流模型做了浅析。通过引入数学分析的方法尝试重新解释LHAF的定义,同时对高于ADAF临界吸积率的吸积流做了初步的探讨。最后给出了LHAF的不稳定性问题的简单解释。 第三章是带辐射的热吸积流相关问题,首先我们利用前人数值模拟的结果,分析导致这些结果的原因,重点比较了ADAF与LHAF的不同。前人对于热吸积流的某些物理量只给出了结果,却没有道出导致这个结果的原因,我们在这里尝试给出解释;进一步的讨论了ADAF模型中的外流和贝努力参数,探讨二者是否存在着某种关系,并给出了导致贝努力参数变化的原因;最后我们还简单讨论了热盘内区的逆康普顿散射问题。最后,第四章我们对论文进行总结和展望。


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