相對論吸積盤及其輻射研究

《相對論吸積盤及其輻射研究》是依託中國科學技術大學，由袁業飛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：相對論吸積盤及其輻射研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁業飛
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

我們主要通過數值計算和數值模擬的手段，研究相對論性的吸積盤及其輻射特徵、X射線偏振、以及吸積流的射電圖像，並與觀測比較，期望得到黑洞和吸積流的特性，以及黑洞參數與吸積流特性之間的相互關係。主要研究內容包括：1、通過改進吸積流體垂向平衡條件和輻射轉移，並考慮吸積流的自遮蔽效應，研究相對論性Slim的動力學與出射譜。2、考慮吸積流的自遮蔽效應導致的迴轉輻照效應，研究相對論性slim盤X射線偏振。3、我們還將用公開的三維GRMHD程式HARM，數值模擬相對論性的slim盤。4、將我們發展的完全相對論的ADAF模型套用到SgrA*和M87的，並與觀測擬合，希望得到黑洞和吸積流的基本參數。5、研究M87中TeV源的特性對其光深的影響，期望有助於理解TeV和噴流的產生機制。6、發展廣義相對論磁流體力學數值模擬程式HARM，使之可以適用於模擬作為伽瑪暴中心引擎的黑洞超吸積過程。

結題摘要

我們在廣義相對論的框架下，通過數值計算和數值模擬的手段，研究了相對論性吸積盤（或加冕）的動力學結構以及來自盤冕出射譜，期望得到黑洞的基本參數和吸積流的基本特性。主要的研究成果包括：1、建立了適用於ADAF吸積流的相對論性的外康普頓模型，成功解釋了M87的高能TeV輻射及其光變；2、發展了相對論的盤冕模型，用成功用於限制5個已測得黑洞質量的類星體中心黑洞的自旋；3、研究了中微子在吸積盤中的輻射轉移問題，並較為自洽地得到了中微子主導吸積流的垂向結構、中微子和反中微子的輻射流量以及正反中微子對湮滅為正反電子對的光度。其外，我們還通過數值模擬研究了雙黑洞系統的吸積過程；發展了自適應時間步長的 Monte Carlo 程式, 重構了表征暗物質暈等級成團的併合樹，在此基礎上研究了星系中心大黑洞的宇宙學演化。