黑洞吸積盤中的非穩(wěn)態(tài)過程研究.pdf

1、在天體物理吸積盤中，粘滯扮演著兩種角色，一是轉(zhuǎn)移角動量，一是加熱吸積盤中的氣體。這兩個過程中，粘滯起到了決定性的作用。如此，假如粘滯有一定的漲落，必然導致其所涉及到的相應過程有一定的漲落，從而引起溫度、壓強、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，來考慮氣體對粘滯的反饋。姑且不論氣體對粘滯是否有影響，這種考

2、慮方式就已脫離了實際的物理過程。因為它給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，我們在第二章引入了延遲的粘滯形式，并分析延遲對吸積盤穩(wěn)定性的影響。分析結(jié)果顯示，延遲能夠降低標準薄盤熱力學不穩(wěn)定的增長率，但不會改變不穩(wěn)定的判據(jù)及粘滯不穩(wěn)定的增長率。我們還給出了長波擾動下，不穩(wěn)定增長率ω對延遲時間tps的依賴關(guān)系。這個關(guān)系顯示:在延遲時間tps比較大的時候，熱力學不穩(wěn)定的增長時標約等于tps。延

3、遲能夠改變標準薄盤熱力學不穩(wěn)定的增長率，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，我們也對延遲時標做了適當?shù)挠懻?，得到的結(jié)果為:tps(＞)(～)tth，也就是延遲時標約等于或大于一個熱力學時標。
　　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）研究了標準薄盤中粘滯耗散的漲落所導致的一些現(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)能相對于磁場能量有一定的延遲，長時標漲落下的延遲時間約為一個熱力學時標，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，考慮了外流對吸積盤光變的影響。在假設了(M)隨半

5、徑變化的函數(shù)為M∝rs時，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):對于ADAF，β=1+4s/3;對于NDAF，β=1+5s/2;而對于標準薄盤的外區(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式和1之間。從這些表達式可以看出，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的吸積流。同