活动星系核中黑洞质量与宇宙学红移的研究

收集了209个活动星系核（46个平谱射电类星体,78个BLLac天体,85个射电星系）样本,估算出爱丁顿吸积率,讨论了黑洞质量、热光度、红移量和爱丁顿吸积率之间的关系,得出了以下结论：（1）活动星系核的一个演化序列为：平谱射电类星体（FsRQ）——BL Lac天体——射电星系（RG）的演化;（2）三类星体的中心黑洞质量、红移量和热光度有较大差异：皆为FSRQ〉BLLac〉RG;（3）吸积率与热光度之间的相关性很强,吸积率的变化将导致热光度的变化。     

射电类星体辐射压的研究

收集了20个射电宁静类星体(radio quiet quasars,RQQs)和97个射电噪类星体(radio loud quasars,RLQs)的红移、5 100的单色光度、Hβ发射线宽度、射电噪度、5 GHz射电光学流量密度、热光度.分别计算了考虑辐射压影响和没有考虑辐射压影响的黑洞质量和爱丁顿比,利用总的5GHz射电光学流量密度计算了射电光度.分析了它们之间的相关性,得到如下结论:RQQs考虑辐射压的黑洞质量与射电噪度、5 GHz射电光度、热光度的相关性比RLQs考虑辐射压的黑洞质量和射电噪度、5 GHz射电光度、热光度的相关性弱;考虑辐射压后,RQQs的黑洞质量和红移的相关性比RLQs的强,RQQs的黑洞质量Mma108 M☉,而且它的吸积未超爱丁顿吸积;由于辐射压对宽线云有影响,且大多数人认为RQQs可能来自吸积盘,表明宽线区和吸积盘可能有关联;考虑辐射压的RQQs和RLQs的黑洞质量与射电噪度、5 GHz射电光度、热光度的相关性比没有考虑辐射压黑洞质量与射电噪度、5GHz射电光度、热光度的相关性好;考虑辐射压后,RQQs和RLQs的黑洞质量—射电噪度分布、黑洞质量—Ηβ发射线宽度分布、射电噪度—爱丁顿比分布的不同说明辐射压对RQQs和RLQs的不同会产生影响.     

两类BL Lac天体和FSRQs之间的关系

收集了109个blazar天体（HBLs 51个,LBLs 40个,FSRQs 18个）的相关观测数据,对该样本的黑洞质量、吸积率、热光度和红移的分布规律进行了统计分析,讨论了吸积率与热光度、黑洞质量与热光度之间的关系,结果发现：（1）存在一个从FSRQs经LBLs到HBLs的演化序列;（2）爱丁顿吸积率是影响blazar天体三个子类之间演化序列的主要因素;（3）blazar天体三个子类的热光度需要进行多普勒效应改正.     

黑洞磁化薄吸积盘的热稳定性

首先回顾了吸积盘理论产生的背景和研究概况.自从1991年Balbus和Hawley揭示了磁转动不稳定性(MRI)在较差转动流体系统中的重要性之后,磁场逐渐成为吸积盘理论研究所不可回避的成分.因此在标准薄盘模型的框架下,引入了环向磁场.假设在热扰动发生的时标内局部环向磁通量守恒,具体分析了当环向磁场参与到吸积盘垂向流体静力学平衡以及粘滞产热等过程之后,对盘的热稳定性所产生的影响.结果显示:当磁压在总压强中所占比例高于24%时,对任意的吸积率吸积盘都将呈现出热稳定性.这一结果有别于传统薄盘在辐射压主导情况下是热不稳定的结论,可以用于解释部分高光度X射线双星系统中缺少相应光变的观测事实,以及有助于理解近年来磁化吸积盘数值模拟中的一些结果.     

MHD吸积盘上两种能量转移机制的比较

MHD张力在黑洞吸积盘模型的角动量转移上扮演重要的角色，大尺度上的MHD力矩促进吸积盘垂直向的角动量转移，并出现与吸积相关的各种流的普遍现象，而且能够影响吸积盘的辐射谱。在标准吸积盘辐射模型的基础上，考虑坡印廷流主导（Poynting-fluxdominated）和物质流主导（Mass—fluxdominated）（质量吸积率随吸积盘的半径而变化），对吸积盘辐射产生的变化。理论表明两种主导因素对标准吸积盘的辐射能够产生很好的修正。同时两种主导模型之间也存在着一定的差别。坡印廷流主导的盘产生的辐射峰值频率比物质流主导的要高。物质流主导的吸积盘产生的辐射谱型在低频部分要比坡印廷流主导的要平坦。     

极亮X射线源NGC 5907 ULX-1的磁场研究

极亮X射线脉冲星的证认表明,极亮X射线源中可能存在一定数量的中子星,其拥有超爱丁顿极限光度和较高的自转周期变化率,这些特性可能与星体的磁场密切相关.NGC 5907 ULX-1是第三颗证认的极亮X射线脉冲星,其峰值光度约为爱丁顿极限的1000倍.本文计算了NGC 5907 ULX-1目前的偶极磁场强度,并模拟了其随时间...     

具有垂向结构的反常粘滞吸积盘的不稳定性研究

天体物理吸积盘是具有反常粘滞的流体盘．利用一种全新的反常粘滞,主要研究了具有垂向结构的吸积盘．在盘的内区发现两种声速模：O-mode,I-mode．由于反常粘滞的存在,导致I-mode在盘的内区是始终不稳定的．另外,在讨论高频不稳定模时,必须注意到垂向结构是不可忽略的．     

两类Seyfert星系的黑洞质量与吸积率

收集了89个Seyfert星系样本,利用反响映射法和恒星弥散速度法计算了Seyfert星系的黑洞质量,分别研究了Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间的相关性,结果发现Seyfert 1星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间具有强相关性,Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率之间具有弱的负相关性,与热光度和红移之间具有弱相关性.两类Seyfert星系的区别除了源于吸积盘倾角不同外,还可能与星系的环境、演化和星系核的活动有关.     

活动星系核吸积盘辐射的研究

在标准吸积盘辐射模型的基础上,考虑了不同的质量吸积率、不同的无量纲旋转参数a(中心黑洞为克尔黑洞)、最小稳定轨道半径处存在的约束(产生一个矩)和吸积盘表面磁场的存在(喷流辐射与吸积盘辐射之间存在一定的耦合)对吸积盘辐射的影响。结果表明,中心黑洞为正旋转的克尔黑洞比史瓦西黑洞辐射的峰值及峰值频率大,负旋转的克尔黑洞比史瓦西黑洞辐射的峰值及峰值频率小,质量吸积率越大峰值和峰值频率变大,无量纲黑洞旋转参数a越大峰值与峰值频率越大,喷流辐射能量和吸积盘辐射能量之比越大峰值和峰值频率越小,辐射效率越大峰值和峰值频率越大。     

耗散过程对吸积盘磁不稳定性的影响

在新的反常黏滞机制的基础上,利用微扰方法导出色散方程,分析了耗散过程对吸积盘磁不稳定性的影响。 结果表明:耗散率随半径的增大而减小;在磁场较小时,耗散过程的影响不可忽略。这不同于在微观黏滞和阻抗基础上得到的结论。     

短暴对应中微子主导吸积盘的盘质量

短暴最有可能起源于双致密星并合.因为这种情形产生的吸积盘较小,持续时间可以和短暴的持续时标相当.模拟结果显示,双星并合产生的吸积盘质量远低于双星质量的总和.本文利用现有的观测数据,估算了恒星级黑洞周围中微子主导吸积盘的质量.结果显示,短暴吸积盘质量的估算主要取决于它的喷流能量和张角及黑洞的质量和自旋.一些短暴要求具有很大质量的吸积盘,这个数值已经达到甚至超过了模拟的最大值.我们认为,可能存在其他的电磁动力学过程或者其他的机制可以提高中微子辐射效率,从而提供短暴爆发所需要的能量.     

磁场对中微子主导吸积盘粒子丰度的影响

中微子主导吸积盘被认为可能是伽玛射线暴中心能源机制的一种模型.为了详细地考虑微观粒子分布,计算了伪牛顿势框架下磁场对中微子主导吸积盘微观粒子丰度的影响.结果表明,在吸积盘的外区,磁场对粒子丰度和电子简并度几乎没有影响；而在吸积盘的内区,考虑和没考虑磁场时,电子简并度,电子、中子等粒子丰度具有比较大的差异.     

球对称吸积的数值模拟

黑洞球对称吸积存在稳恒态的亚声速-跨声速解,该解对应最大可能吸积率的稳恒态吸积流.在本文中,我们应用计算流体动力学方法成功得到了跨声速吸积流的整体解.该方法的优点在于,吸积流体从初态沿着时间方向不断推进到稳恒态的过程是物理的、真实的演化过程.另外,计算流体力学方法发展得比较成熟,为我们求解跨声速吸积流提供了非常强大的工具.除了球对称吸积过程,计算流体力学的方法也应该同样适用于求解辐射无效吸积流以及超Eddington吸积流的整体动力学结构.     

反常粘滞吸积薄盘的稳定结构

根据描述吸积盘的流体动力学方程,给出无磁场情况下的质量、动量和能量守恒方程。在所给定方程的基础上,利用新的反常粘滞计算了黑洞周围吸积盘内区的结构。数值结果表明盘内区的气体不是做开普勒旋转,温度随吸积率变化比较明显,在M=10M_⊙,M ^.=100M ^._E的情况下,吸积盘的最大温度可达到3.35×10⁷K。 同时文中也给出了面密度和径向速度的分布规律。     

类地行星的形成模拟

用数值方法讨论了行星形成末期,即原恒星形成大约3Ma,气体盘消散后类地行星的形成.模型中考虑了2个大行星（“木星”和“土星”）的引力作用,并考虑了不同的“土星”质量、星子的初始偏心率以及星子之间的自引力对吸积的影响.结果显示,类地行星在大约50Ma的时间内形成,其质量吸积率在60%～80%之间.每个算例中在“木星”内侧有3～4颗类地行星形成,质量在（0.15～3.6）M⊕之间.在0.5～4AU之间,当星子的偏心率被激发后,星子可以在很大径向范围吸积物质.“可居住区”的类地行星富含丰富的“水物质”（或挥发性物质）可能来自这种吸积.两个大行星之间的星子在“土星”的质量适中时也会发生少量的吸积,在108a时间尺度上小质量天体在某些共振位置处可以稳定存在.形成的行星系统中轨道周期通约的现象较普遍,发现了一种“振动-循环”的3：2平运动共振构型.     

黑洞的吸积过程

正黑洞在宇宙中是普遍存在的。观测表明,宇宙中大部分星系中心都存在一个质量在几十万到几十亿倍的太阳质量的超大质量黑洞,而每个星系中都存在几千万个恒星级质量的黑洞。黑洞吸积是指黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下向黑洞下落的物理过程。这一过程会释放出很强的辐射,并伴随着物质外流。现代天体物理的许多重要分支都是以黑洞吸积作为其理论基础的,包括活动星系核、伽玛射线暴、黑洞X     

远红外亮类星体的研究进展

远红外亮类星体是极亮红外星系中具有I型活动星系核光谱特征的天体,光学光谱研究表明它们在光学波段的辐射主要由中心活动星系核主导,其中心超大质量黑洞的质量为107~108M☉,且有超爱丁顿吸积率.与光学选类星体相比,远红外亮类星体在远红外波段存在明显的辐射超出,这可能是由其核区周围~1 kpc尺度内的星暴活动(恒星形成率约为几百M☉yr-1)加热尘埃造成.对分子气体进行观测发现远红外亮类星体的宿主星系中存在约109~1010M☉的分子气体,这些分子气体可以为黑洞和核球的增长提供"原料".几乎所有远红外亮类星体都处于富气星系并合的晚期,是极亮红外星系向光学选类星体演化的过渡天体.     

射电宁静的活动星系核的光变研究进展

一部分星系的核区存在剧烈的非恒星活动起源的多波段电磁辐射,这类星系被称为活动星系,其核心称为活动星系核.一般认为,超大质量黑洞(其质量是数百万倍乃至数百亿倍太阳质量)通过其强大的引力吸积周围气体形成的吸积盘是活动星系核的中心引擎.理解这一物理过程和测量超大质量黑洞的物理参数,对认识强引力场下的磁流体物理、超大质量黑洞的宇宙增长历史和活动星系核的反馈以及宇宙大尺度结构形成有重要的意义.多波段连续谱的光变(即光度随时间的变化行为)是活动星系核的鲜明特征,可以被用来从时域的角度测量宇宙学距离上的活动星系核的中心引擎的结构、尺寸和超大质量黑洞的质量以及自旋.本文介绍了活动星系核光变行为的基本概念,概述利用光变研究活动星系核物理过程和测量超大质量黑洞质量等方面的主要进展,并对活动星系核的光变研究领域进行展望.     

类星体中射电强度与Eigenvector 1的关系

为揭示射电强度R与Eigenvector1的联系,以SDSSDR7中的类星体源为母样本,通过限制基础物理参数黑洞质量和爱丁顿吸积率的范围选择研究样本,并根据射电强度R将样本分为不同的区间建立复合谱,用以探究Eigenvector1中典型观测参数随射电强度R的变化.结果表明:射电强度只与[OⅢ]线的强度正相关,而与光学FeⅡ线强度无关,说明射电辐射只是Eigenvector1中的二级过程,不是驱动因素.     

木星平运动共振和Ⅰ型迁移对土星核形成的作用

采用三维N体模拟研究了在太阳星云盘中木星完全形成后土星核的快速形成.除了考虑太阳,木星及行星胚胎间的引力相互作用,还考虑了使行星胚胎发生Ⅰ型迁移和轨道圆化效应的气体盘潮汐作用.模拟表明:木星的平运动共振构型和行星Ⅰ型迁移大大地提高了行星胚胎的碰撞吸积率,同时木星的引力摄动有效地阻止大行星胚胎过快向内迁移而落入太阳中,最终在两百万年的时间内有可能在雪线之外靠近木星3:2平运动共振处吸积形成一颗土星核.