吸积盘中心黑洞的熵变与B—Z过程

分别在薄盘和厚盘两种情况下，详细讨论了纯吸积过程和Ｂ－Ｚ过程中吸积盘中心黑洞的熵变。结果表明，中心黑洞各参量在Ｂ－Ｚ过程中的变化率与在纯吸积过程中的变化率之差与盘结构无关，而且与Ｂ－Ｚ过程的辐射功率成正比。在Ｂ－Ｚ过程中黑洞熵的变化率总是大于纯吸积过程中黑洞熵的变化率，二者之差来自中心黑洞延伸视界上的耗散功率。此外，还讨论了黑洞热力学定律在上述盘吸积过程中的有效性。     

黑洞吸积盘径向参量的演化

利用黑洞吸积盘演化的基本方程组 ,在纯吸积情况下 ,求得了薄、厚吸积盘及一般厚吸积盘的黑洞视界半径rH的演化方程 .证实了中心黑洞与吸积盘相互影响的基本性质 ,并得到一些新的结果 .黑洞视界半径rH演化并非完全单调 ,其演化特性与吸积盘的类型有关 :对于薄盘 ,rH单调递增 ;对于临界厚盘 ,rH先增后减 ;对于一般厚盘 ,rH先增后减再递增 .还讨论了吸积盘内边缘与黑洞视界间隔的演化 .     

黑洞吸积盘径向参量的演化

利用黑洞吸积盘演化的基本方程级,在纯吸积情况下,求得了薄、厚吸积盘及一般厚吸积盘的黑洞视界半径ｒＨ的演化方程。证实了中心黑洞与吸积相互影响的基本性质,并得到一些新的结果。黑洞视界半径ｒＨ演化并非完全单调,其演化特性与吸积盘的类型有关：对于薄盘,ｒＨ单调递增;对于临办厚盘,ｒＨ抚增后减;对于一般厚盘,ｒＨ先增后减再递增。还讨论了吸积盘内边缘与黑洞视界间隔的演化。     

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。     

正则静态黑洞的薄吸积盘

依照Penrose的宇宙检察猜想,自然界不存在裸奇性.所以,值得进一步考虑的是自然界根本不存在奇性.讨论了没有奇点的正则黑洞,并研究史瓦西黑洞和正则黑洞在天体物理学中的区别.研究围绕正则黑洞的薄吸积盘,比较了不同正则黑洞之间薄吸积盘的能量通量,辐射温度和吸积效率.结果显示,正则黑洞薄吸积盘内的相互作用比史瓦西的更加强.此外,随着正则黑洞质量不断地减少,薄吸积盘会更有效地消耗能量.这些特征提供了一种区分出正则黑洞的可能性.     

磁场从黑洞吸积盘提取能量的解析模型

提出了一种磁场提取黑洞吸积盘能量的解析模型,其中涉及到3种能量机制: (1) Blandford-Znajek (BZ)与连接黑洞与天体物理负载的开放磁力线有关, (2) 磁耦合(MC)过程与连接黑洞与盘负载的闭合磁力线有关, (3) DL过程与连接吸积盘与天体物理负载的开放磁力线有关.利用等效电路导出上述能量机制的电磁功率和力矩表达式.此外还讨论了这个模型潜在的天体物理应用.     

磁化黑洞吸积盘的统一模型及其放能效率

阐述了一种包括三种放能机制在内的磁化黑洞吸积盘的统一模型，在广义相对论框架中导出满足Max-well方程的磁耦合映射关系，在黑洞基本演化方程的基础上得出描述黑洞演化状态的特征函数，分析了黑洞自转参量演化的平衡点及特征，讨论了统一模型的各参量对磁化黑洞吸积盘放能效率的影响，计算表明，在黑洞视界面磁压满足冲压平衡条件下，黑洞吸积盘的最大放能效率可达44.5%。     

吸积盘的观测效应与类星体的光谱证认

讨论了相对论天体物理中的两个热点问题：黑洞吸积盘的观测效应和类星体光谱证认；对用吸积盘模型给类星体１６０４＋１７９谱线作重新证认进行了探讨     

星系中心大黑洞的宇宙学演化

在冷暗物质晕等级成团宇宙学模型中,伴随着暗物质晕并合,星系中心黑洞也断地并合和增长.于展Press-Schechter公式（EPS）我们编写了一自适应时间长Monte Carlo程序,重构了表征暗物质晕等级成团并合树.在成功地建立了黑洞和暗物质晕宇宙学演化模型后,我们通过引入直接吸积（包标准薄盘吸积和磁流体力学吸积）和随吸积两类黑洞吸积模式,论了黑洞自旋和质量宇宙学演化.通过与观测到AGN光度函数比较,我们发现黑洞通过磁流体力学吸积模式增长,与观测符合最好.于以上理论框架,我们还研究了双大质量黑洞演化,发现双黑洞通过共转气体吸积盘吸积对双黑洞质量比分存在显著影响.     

BL Lac 1727+502的研究

用吸积盘和同步加速辐射模型分析了BLLac天体1727 502的IR-Optical-UV波段的同时观测教据.预言了1727 502中心存在黑洞,将黑体辐射谱和f=v-a谱迭加所得辐射谱与1727 502的实际辐射谱基本一致,并由此得到吸积盘的温度大约20 000 K.若假设吸积率M=10-3M⊙/yr,则中心黑洞质量M8≈4.94.     

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。     

The magnetic nature of disk accretion onto black holes

Although disk accretion onto compact objects-white dwarfs, neutron stars and black holes-is central to much of high-energy astrophysics, the mechanisms that enable this process have remained observationally difficult to determine. Accretion disks must transfer angular momentum in order for matter to travel radially inward onto the compact object. Internal viscosity from magnetic processes and disk winds can both in principle transfer angular momentum, but hitherto we lacked evidence that either occurs. Here we report that an X-ray-absorbing wind discovered in an observation of the stellar-mass black hole binary GRO J1655 - 40 (ref. 6) must be powered by a magnetic process that can also drive accretion through the disk. Detailed spectral analysis and modelling of the wind shows that it can only be powered by pressure generated by magnetic viscosity internal to the disk or magnetocentrifugal forces. This result demonstrates that disk accretion onto black holes is a fundamentally magnetic process.     

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。     

The rotating wind of the quasar PG 1700+518

It is now widely accepted that most galaxies undergo an active phase, during which a central super-massive black hole generates vast radiant luminosities through the gravitational accretion of gas. Winds launched from a rotating accretion disk surrounding the black hole are thought to play a critical role, allowing the disk to shed angular momentum that would otherwise inhibit accretion. Such winds are capable of depositing large amounts of mechanical energy in the host galaxy and its environs, profoundly affecting its formation and evolution, and perhaps regulating the formation of large-scale cosmological structures in the early Universe. Although there are good theoretical grounds for believing that outflows from active galactic nuclei originate as disk winds, observational verification has proven elusive. Here we show that structures observed in polarized light across the broad Halpha emission line in the quasar PG 1700+518 originate close to the accretion disk in an electron scattering wind. The wind has large rotational motions (approximately 4,000 km s(-1)), providing direct observational evidence that outflows from active galactic nuclei are launched from the disks. Moreover, the wind rises nearly vertically from the disk, favouring launch mechanisms that impart an initial acceleration perpendicular to the disk plane.     

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.