黑洞吸積盤中的非穩(wěn)態(tài)過(guò)程研究.pdf

1、在天體物理吸積盤中，粘滯扮演著兩種角色，一是轉(zhuǎn)移角動(dòng)量，一是加熱吸積盤中的氣體。這兩個(gè)過(guò)程中，粘滯起到了決定性的作用。如此，假如粘滯有一定的漲落，必然導(dǎo)致其所涉及到的相應(yīng)過(guò)程有一定的漲落，從而引起溫度、壓強(qiáng)、吸積率等參量有一定的變化。在某些情況下，甚至能夠觸發(fā)吸積盤的不穩(wěn)定行為。
　　在分析吸積盤穩(wěn)定性的時(shí)候，傳統(tǒng)的處理方法是直接使用α粘滯，也就是τ(1)(Ψ)=-αp，來(lái)考慮氣體對(duì)粘滯的反饋。姑且不論氣體對(duì)粘滯是否有影響，這種考

2、慮方式就已脫離了實(shí)際的物理過(guò)程。因?yàn)樗o出了零延遲的反饋行為，也就是:氣體參數(shù)的漲落能夠立即引起粘滯的漲落。為了修正這種行為，我們?cè)诘诙乱肓搜舆t的粘滯形式，并分析延遲對(duì)吸積盤穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)果顯示，延遲能夠降低標(biāo)準(zhǔn)薄盤熱力學(xué)不穩(wěn)定的增長(zhǎng)率，但不會(huì)改變不穩(wěn)定的判據(jù)及粘滯不穩(wěn)定的增長(zhǎng)率。我們還給出了長(zhǎng)波擾動(dòng)下，不穩(wěn)定增長(zhǎng)率ω對(duì)延遲時(shí)間tps的依賴關(guān)系。這個(gè)關(guān)系顯示:在延遲時(shí)間tps比較大的時(shí)候，熱力學(xué)不穩(wěn)定的增長(zhǎng)時(shí)標(biāo)約等于tps。延

3、遲能夠改變標(biāo)準(zhǔn)薄盤熱力學(xué)不穩(wěn)定的增長(zhǎng)率，必然也能夠在一定程度上影響這種不穩(wěn)定觸發(fā)的行為，如:Limit-cycle。另外，我們也對(duì)延遲時(shí)標(biāo)做了適當(dāng)?shù)挠懻?，得到的結(jié)果為:tps(＞)(～)tth，也就是延遲時(shí)標(biāo)約等于或大于一個(gè)熱力學(xué)時(shí)標(biāo)。
　　在穩(wěn)定的吸積流中，粘滯的漲落能夠引起氣體參量的變化。在第三章，我們根據(jù)能量方程（及恒定面密度）研究了標(biāo)準(zhǔn)薄盤中粘滯耗散的漲落所導(dǎo)致的一些現(xiàn)象，如延遲、功率譜的關(guān)系、相關(guān)性等等。分析顯示:[1]

4、氣體內(nèi)能相對(duì)于磁場(chǎng)能量有一定的延遲，長(zhǎng)時(shí)標(biāo)漲落下的延遲時(shí)間約為一個(gè)熱力學(xué)時(shí)標(biāo)，這成功地解釋了數(shù)值模擬中發(fā)現(xiàn)的延遲現(xiàn)象;[2]氣體內(nèi)能漲落的幅度小于磁場(chǎng)能量漲落的幅度，這跟數(shù)值模擬得到的結(jié)果很好地吻合;[3]氣體壓強(qiáng)表現(xiàn)出與磁剪切粘滯的相關(guān)，分析得到的相關(guān)關(guān)系跟數(shù)值模擬給出的關(guān)系一致。
　　在第四章，我們研究了粘滯漲落所引起的吸積率的漲落的傳播行為，主要是依據(jù)Lyubarskii方案，考慮了外流對(duì)吸積盤光變的影響。在假設(shè)了(M)隨半

5、徑變化的函數(shù)為M∝rs時(shí)，我們得到的光變功率譜為:P(f)∝f-β，這里，β參數(shù)與具體的吸積流相關(guān):對(duì)于ADAF，β=1+4s/3;對(duì)于NDAF，β=1+5s/2;而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)薄盤的外區(qū)、中區(qū)及內(nèi)區(qū)，β分別為1+40s/(25-6s)、1+10s/(7-2s)和1+4s/(7-4s)。而內(nèi)區(qū)吸積率的漲落，其功率譜譜指數(shù)介于上面給出的表達(dá)式和1之間。從這些表達(dá)式可以看出，伽馬射線暴中心引擎的光變功率譜譜指數(shù)β通常高于光子冷卻主導(dǎo)的吸積流。同