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黑洞吸积盘 
定 价：178 元 丛书名：普通高等教育“十三五”规划教材
适用读者:本书适用于黑洞吸积盘研究人员
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本书介绍了吸积盘理论的基本知识和一些研究成果。书中介绍了标准吸积盘、径移主导吸积盘等天体物理中常用的的吸积盘模型，也介绍了和吸积理论有关的一些基本知识。本书还介绍了吸积盘稳定性分析，这是其他专著中不常见的，也是本书最大的特色之一。
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黑洞的吸积是理解宇宙中众多活动现象所需的重要概念之一，这些活动现象包括活动星系核（AGNs）和恒星质量黑洞候选体.黑洞吸积流的理论研究始于20世纪60年代，吸积盘的经典图像确立于20世纪70年代早期.这些年来积累了大量的观测数据，经典模型和观测之间的差异也变得明显起来，尤其是涉及高能辐射性质之时。我们一直在等待一个完全不同的模型，现在我们相信，径移主导的能量输运是开启一个黑洞吸积盘研究新时代的关键。
从20世纪70年代起，京都的一个研究组就开始致力于黑洞吸积流理论的研究.回顾20世纪90年代的快速发展和最近对黑洞吸积不断增长的兴趣，我们认为，对比经典模型而对新的盘模型进行一次系统性的综述，同时强调一下我们自己工作的结果是必要而适时的。 到现在为止已经出版了一些关于吸积盘的优秀著作，例如Frank，King和Raine合著的Accretion Power in Astrophysics（天体物理中的吸积能）（剑桥大学出版社，1985，1992）及Wheeler编著的Accretion Disks in Compact Stellar Systems（致密恒星系统中的吸积盘）（世界科技出版社，1993），但是我们特别注重新类型的吸积盘模型（也就是径移主导吸积流），而这些书中并没有讨论。这本书也是一本广泛讨论吸积盘中各种类型的不稳定性和振荡（波）的教科书。
目录
前言 译者序 本书大纲 第1章绪论1 1.1 吸积能的历史渊源1 1.1.1 宇宙中的能源 1 1.1.2 类星体的发现 3 1.1.3 类星体的能量 4 1.2吸积盘 图景——活动的宇宙.6 1.2.1 理论家们 7 1.2.2 吸积盘的概念 8 1.2.3 引力发电站12 1.3吸积供能的天体——对观测的综述 12 1.3.1 恒星形成区13 1.3.2 激变变星15 1.3.3含有中子星的X射线双星19 1.3.4包含黑洞的X射线双星 21 1.3.5 活动星系核28 参考文献34 第2 章与吸积相关的物理过程38 2.1 爱丁顿光度38 2.1.1 爱丁顿光度的推导38 2.1.2 超爱丁顿光度40 2.2 邦迪吸积 41 2.2.1 基本方程41 2.2.2 声速和临界点42 2.2.3 马赫数和奇异点分析43 2.3 黏滞过程 45 2.3.1 转动盘的最低能量态45 2.3.2 盘中的黏性48 2.4 相对论效应50 2.4.1 牛顿类比50 2.4.2 伪牛顿势53 参考文献58 第3 章经典模型59 3.1 黏性吸积盘59 3.1.1 黏滞扩散的基本方程59 3.1.2 黏滞扩散的例子61 3.2 光学厚盘 63 3.2.1标准Shakura-Sunyaev模型 63 3.2.2 盘的能量67 3.2.3 稳态盘结构69 3.2.4 热平衡曲线71 3.2.5 盘黑体谱74 3.2.6 盘的线谱76 3.3 光学薄盘 79 3.3.1 Shapiro-Lightman-Eardley 盘 79 3.3.2 平衡结构81 3.3.3 高能谱81 3.4 几何厚环 82 3.4.1 环的基本结构84 3.4.2 环的连续谱87 3.4.3 环的线谱88 3.5 相对论性标准盘.89 3.5.1 相对论性盘的基本方程.90 3.5.2 相对论性盘的结构94 3.5.3 连续谱96 3.5.4 线谱 100 3.6 吸积盘中的辐射102 3.6.1 均匀盘中的辐射能流102 3.6.2 电子散射效应和康普顿化105 3.7 辐照盘107 3.7.1 辐照效应的光度 108 3.7.2 辐照加热率 109 3.7.3 辐照盘的径向结构111 3.7.4 辐照盘的谱 114 参考文献 115 第4 章长期不稳定性和热不稳定性119 4.1 长期不稳定性 119 4.1.1 基本方程 120 4.1.2 负扩散 121 4.1.3 不稳定性判据 122 4.2 热不稳定性 124 4.2.1 基本方程 124 4.2.2 热力学行为 125 4.2.3 稳定性判据 125 4.3 M-Σ和T -Σ平面上的稳定性研究126 4.4 稳定性判据的数学推导 128 4.4.1 基本方程 129 4.4.2 扰动 130 参考文献 134 第5 章矮新星型不稳定性135 5.1 热电离不稳定性135 5.1.1 X 射线新星的两个旗鼓相当的模型135 5.1.2 氢的部分电离 136 5.1.3 对流盘的垂向积分138 5.1.4 局域的极限环行为140 5.2 X 射线新星盘的时间演化 145 5.2.1 不稳定盘的整体演化145 5.2.2 光变曲线 146 5.2.3 基本的谱变化 151 5.2.4 辐照的影响 152 5.3 宁静态发射线的形成154 5.3.1 光学薄盘 154 5.3.2 来自盘大气的发射线156 5.3.3 总结：盘不稳定性模型 157 参考文献 158 第6 章潮汐不稳定性160 6.1 潮汐驱动的偏心不稳定性 160 6.1.1 X 射线新星中的长驼峰160 6.1.2偏心盘中的3:1共振162 6.1.3 ΔP -q 关系 165 6.2 热不稳定性和潮汐不稳定性的相互作用167 6.2.1 盘半径的时变 167 6.2.2 含时的全盘计算 168 参考文献 171 第7 章含有激波的稳态盘吸积 173 7.1 黑洞吸积的拓扑性质173 7.2 相对论性跨声速盘吸积 175 7.2.1 基本方程 175 7.2.2 临界点和它们的拓扑性质178 7.2.3 临界解和它们的分类179 7.3 多重驻激波 182 7.3.1 中子星 183 7.3.2 黑洞 184 7.3.3 激波的稳定性 184 参考文献 185 第8 章构造一般模型的方程 187 8.1 基本方程和径移的重要性 187 8.1.1 基本方程 187 8.1.2 径移的重要性 190 8.2 单温盘191 8.2.1 垂向积分的方程 191 8.2.2 垂向等温盘 196 8.2.3 光学厚盘 197 8.2.4 光学薄盘 197 8.3 双温盘197 8.3.1 离子和电子的方程198 8.3.2 库仑耦合 199 8.3.3 轫致辐射冷却 200 8.3.4 同步辐射冷却 200 参考文献 201 第9 章吸积流的跨声速性质 202 9.1 临界半径处的正规性条件 202 9.1.1 基本方程和跨声速流的类型202 9.1.2等温盘中Tr.=.αΠ 的情形 204 9.1.3等温盘中Tr.=αΣcT2 dlnΩ/dlnr的情形 208 9.1.4 对一般情况的评价209 9.1.5 对使用洛必达定理的评述209 9.2 跨声速流的数值实例211 参考文献 214 第10章径移主导吸积流215 10.1 辐射压主导盘215 10.1.1 高吸积率和径移215 10.1.2数值模型和S形序列 220 10.2 光学薄的单温盘 223 10.2.1 低密度盘和径移223 10.2.2 解析模型229 10.2.3 跨声速数值模型232 10.3 双温盘和辐射谱 234 10.3.1 光学薄双温盘模型234 10.3.2 辐射谱237 10.3.3 标准盘和径移主导吸积流的对比 238 参考文献 238 第11章径移主导盘的热力学行为 240 11.1 径移主导盘的局域稳定性240 11.1.1 热稳定性和整体扰动241 11.1.2 局域扰动的热不稳定性 241 11.1.3 描述局域扰动的方程243 11.1.4 热不稳定性的增长率244 11.1.5 湍动热传导的影响245 11.2 轴对称扰动的含时方程246 11.3 热吸积盘中的弛豫振荡248 11.3.1 历史注记249 11.3.2Tr.=.αΠ 的情形 249 11.3.3Tr.=.α(ΠgasΠ3)1/4和.α(ΠgasΠ)1/2的情形 252 11.3.4Tr.=.α0(H/r)nΠgas的情形 254 11.4 X 射线新星中的径移主导流 255 11.4.1 盘不稳定性导致的谱的变化 255 11.4.2 爆发循环257 参考文献 260 第12章X射线光变的模型262 12.1黑洞天体的1/f光变262 12.1.1 观测的光变特征262 12.1.21/f光变的性质264 12.2 光变的元胞自动机模型266 12.2.1 自组织临界性266 12.2.2 一个元胞自动机的步骤 267 12.2.3 自组织临界态的性质269 12.2.41/f涨落谱的产生272 12.2.5 关于自组织临界性模型的一点注记 274 12.3 涨落和径移主导盘 275 12.3.1径移主导吸积流中的X射线脉冲的形成276 12.3.2 波反射277 12.3.3 具有临界行为的径移主导盘 279 12.3.4 什么触发了扰动? 280 参考文献 281 第13章盘振荡基础 283 13.1 振荡和方程的分类 283 13.1.1 观测的注记283 13.1.2 盘振荡的分类284 13.1.3 基本方程287 13.2惯性-声波和惯性-重力波289 13.2.1 N2 =0 情形的基本方程290 13.2.2 常微分方程的推导290 13.2.3 色散关系292 13.2.4 波和褶皱波的分类293 13.2.5 传播区域和波的禁闭294 13.3非零Brunt-V¨ais¨al¨a频率的效应297 13.3.1 kr m/r 情形的色散关系297 13.3.2 kr m/r 情况下的禁闭和吸收300 13.3.3 对流模式301 13.4 单臂低频全局振荡 302 13.4.1n=0的单臂惯性-声波 303 13.4.2 单臂褶皱波304 参考文献 307 第14章声波的黏滞脉动不稳定性 309 14.1 黏滞对振荡的影响 309 14.2 等温盘中的不稳定性判据310 14.2.1 描述扰动的方程310 14.2.2 不稳定性判据311 14.3 不稳定性判据的数学推导314 14.4 描述拉格朗日扰动的方程314 14.4.1 一般稳定性判据316 14.4.2 轴对称振荡317 14.4.3 非轴对称振荡319 参考文献 320 第15章吸积盘内区的声波扰动321 15.1 声速点和不稳定性的类型321 15.1.1 基本方程321 15.1.2 局域化在声速点附近的声波扰动 323 15.1.3 结点型临界点和不稳定性 325 15.1.4 拓扑结构和不稳定性之间的一般关系 327 15.2 时变的模拟328 15.2.1 适宜声学振荡的情形328 15.2.2 等温盘中的模拟329 15.2.3 非等温盘的模拟331 参考文献 334 第16章辐射流体力学 335 16.1 辐射阻力和雪崩过程335 16.1.1 康普顿阻力造成的角动量损失 336 16.1.2 基本方程338 16.1.3 外辐射阻力驱动的吸积盘 340 16.1.4 外辐射场引起的辐射雪崩效应 345 16.2 盘辐射场345 16.2.1 吸积盘上方附近的辐射场 346 16.2.2 标准盘上方的辐射场348 参考文献 353 第17章磁流体不稳定性354 17.1 交换不稳定性和帕克不稳定性 354 17.1.1 磁漂浮不稳定性和交换不稳定性 354 17.1.2 等温大气中的帕克不稳定性 357 17.2 转动盘中的帕克不稳定性361 17.2.1 平衡盘模型361 17.2.2 扰动和色散关系363 17.2.3 增长率367 17.3 磁转动不稳定性 368 17.3.1 不稳定性机制概述369 17.3.2 轴对称扰动的色散关系 370 17.3.3 不稳定性判据和增长率 374 参考文献 376 第18章吸积盘中的湍流378 18.1 湍流的起源和建模 378 18.1.1 盘中湍流的起源378 18.1.2 湍流的建模380 18.1.3 二阶闭合模型381 18.2 流体力学湍流382 18.2.1 湍流雷诺应力的输运方程 382 18.2.2 闭合近似384 18.2.3 柱坐标中的输运方程385 18.2.4 雷诺应力张量模型387 18.2.5 关于因果性的注记390 18.3 磁流体力学湍流的二阶模型 393 18.3.1 输运方程393 18.3.2 柱坐标系中的方程和结果 395 18.3.3 平均磁场的效应398 18.4 各种能量形式间的平衡400 参考文献 404 附录A克尔度规及其基本性质 405 A.1 基本性质 405 A.2 克尔时空中的圆周运动 408 参考文献 413 附录B纳维-斯托克斯方程 414 B.1 一般形式 414 B.2 柱坐标表达式416 附录C相对论黏性流体的基本方程418 C.1度规和能量-动量张量418 C.2 一般形式 420 参考文献 421 附录D辐射转移方程422 D.1 辐射场 422 D.2 辐射转移方程423 D.2.1 转移方程423 D.2.2 矩量方程423 D.2.3 闭合关系424 D.2.4 源函数425 D.3 物质耦合 426 参考文献 426 附录E相对论辐射流体力学的基本方程427 E.1度规和能量-动量张量427 E.2 辐射转移方程430 E.2.1 转移方程431 E.2.2 矩量方程432 E.2.3 闭合关系433 E.3 物质耦合 433 参考文献 435 附录F磁流体力学方程436 F.1 麦克斯韦方程和磁流体力学近似 436 F.2 磁流体力学方程437 F.3 柱坐标表达式438 附录G相对论性物态方程439 G.1 物态方程 439 G.2 绝热声速和等效绝热指数440 参考文献 441 附录H相对论性气体的冷却 442 H.1 轫致辐射冷却442 H.2 同步辐射冷却443 H.3 康普顿化 444 参考文献 444 附录I扩散方程的解析解 445 I.1 解析解445 I.2 自相似解449 参考文献 451 符号列表.452 图目录 图1.1明亮的类星体3C273 3 图1.2 3C273的光学光谱4 图1.3 3C449的双极结构5 图1.4类星体3C273的X射线、光学和射电流量变化 6 图1.5吸积盘的示意图8 图1.6吸积盘的转动规律9 图1.7盘中的质量和角动量转移9 图1.8非相对论情形下标准盘中的温度分布 10 图1.9标准盘的谱 11 图1.10经典金牛座T型星的示意图13 图1.11具有原恒星盘的年轻恒星的四个演化阶段 14 图1.12激变变星的示意图 16 图1.13UGem吸积盘掩食的光变曲线17 图1.14爆发时ZCam的光谱 17 图1.15EXHya的双峰谱线 18 图1.161980年9月SSCyg反常爆发期间的上升期光谱18 图1.17X射线星的示意图 19 图1.18掩食期间X射线新星X1822-371的X射线光变曲线 20 图1.19Tenma得到的ScoX-1的X射线连续谱21 图1.20ASCA获得的CygX-3的X射线谱线 21 图1.21黑洞双星中的X射线涨落 24 图1.22Tenma获得的GX339-4的X射线连续谱 24 图1.23ASCA获得的CygX-1的X射线谱线 24 图1.24CCD图像上的CygX-1.25 图1.25具有代表性的黑洞X射线新星或黑洞X射线暂现源的X射线光变曲线 26 图1.26CCD图像上的SS433 27 图1.2719年光学监测得到的SS433的折叠光变曲线 28 图1.28活动星系核的示意图29 图1.29类星体3C273的多波段连续谱30 图1.30Arp102B的Hα谱32 图1.31MCG-6-30-15的X射线谱线 33 图1.32M87中心的气体盘33 图1.33NGC4261中的吸积盘 34 图2.1爱丁顿光度 39 图2.2临界点附近的跨声速解 44 图2.3临界点的类型(拓扑结构) 45 图2.4平行剪切流(左)和较差转动流(右)48 图2.5黏性盘中的角动量流49 图2.6对应于一些.值的作为r函数的等效势ψe 51 图2.7伪牛顿势ψ(单位c2)作为半径r(以rg为单位)的函数 54 图2.8伪牛顿力F(以c2/rg为单位)作为半径r(以rg为单位)的函数55 图2.9各种伪牛顿势的比角动量57 图2.10各种情况的本轮频率κ57 图3.1ν∝ r 情形的黏滞扩散62 图3.2自相似黏滞扩散的例子 63 图3.3物质吸积的简单图像68 图3.4μ=0(实线)和μ=1(点线)的α盘的热平衡曲线72 图3.5在确定的Σ=103 g cm.3 ,对不同黏性假设(μ=0和1),α盘加热函数Q+vis 和冷却函数Q rad 73 图3.6标准吸积盘的典型谱75 图3.7几何结构76 图3.8非相对论吸积盘的等速度线和典型发射线轮廓 77 图3.9非相对论盘的发射线轮廓 78 图3.10低能光子被热电子散射的非饱和康普顿化过程产生的谱 82 图3.11围绕一个黑洞的天体物理环在热辐射波段的图像83 图3.12对应于一些q值的天体物理环的子午面 85 图3.13天体物理环(实线)和几何薄盘(虚线)的等效温度分布 86 图3.14一些倾角下的天体物理环的连续谱87 图3.15几何结构88 图3.16对应一些倾角,从一个环发出的谱线轮廓89 图3.17一个相对论性吸积盘的“照片”90 图3.18围绕一个史瓦西黑洞的吸积盘和一个远处观测者的示意图97 图3.19光线跟踪方法的坐标系统97 图3.20一个远方观者看到的倾角i=80.(近似从侧面看)的吸积盘整体谱99 图3.21相对论性吸积盘的等红移线和典型的发射线轮廓 100 图3.22相对论性盘的发射线轮廓101 图3.23具有自由–自由过程和康普顿过程的热等离子体的谱 106 图3.24计算得到的盘谱107 图3.25由于几何效应和引力聚焦效应造成的辐照108 图3.26由中心星造成的辐照的几何关系.110 图3.27史瓦西黑洞周围自辐照盘的出射谱 115 图4.1参数平面(μ-β平面)上长期不稳定的区域123 图4.2M˙-Σ 平面上表示长期不稳定性的示意图127 图4.3T-Σ平面上表示热不稳定性的示意图127 图4.4对一些β值,增长率.(n/Ω)作为扰动的径向波数的函数 132 图5.1基于Cox和Stewart(1970)及Alexander等(1983)的不透明度表计算的罗斯兰平均不透明度对温度的依赖 136 图5.2在吸积盘和恒星中垂向对流的角色138 图5.3冷盘的热平衡曲线 141 图5.4冷吸积盘的冷却率(F=Q rad/2) 143 图5.5一个环的示意图(左)和计算的S形平衡曲线(右)144 图5.6不稳定盘的含时性质146 图5.7A0620-00的理论模型147 图5.8再耀发的一些模型 150 图5.9基于图5.7描绘的模型计算的理论上的盘谱(上图)和等效温度轮廓(下图)的时间演化 151 图5.10辐照在(Te.,Σ)平面(左图)和(Tc,Σ)平面上(右图)对S形平衡曲线的影响 153 图5.11冷盘的热平衡曲线155 图5.12α盘中的垂向温度轮廓 157 图6.1在转动系中看到的进动偏心盘中的粒子分布 161 图6.2GROJ0422+32的长驼峰光变的折叠光变曲线162 图6.33:1共振时偏心率增长的不稳定性循环164 图6.4X射线新星盘的长期演化170 图7.1牛顿情形常数比角动量气体吸积的示意图 174 图7.2在相对论情形下具有常数比角动量的气体吸积示意图 175 图7.3.、E和rc之间的关系 178 图7.4典型临界解的马赫数M(实线)、流速v(实线)、声速cs(长虚线)、吸积流温度T(短虚线)和等效绝热指数Γ 180 图7.5-E参数平面上的分类图181 图7.6对应于图7.5中一些参数的马赫数182 图7.7中子星吸积情形中有驻激波解的例子的马赫数M 183 图7.8和图7.7一样,但是关于黑洞的184 图9.1显示(.c,Ec)平面上临界点位置的图,其中c是临界半径rc处的比角动量 203 图9.2显示临界点类型的示意图206 图9.3显示α=0.1情形N=0曲线上临界点类型的图207 图9.4和图9.3相同,除了α=0.3207图9.5数值解的例子212 图9.6对一些参数α和M˙,在温度-面密度平面上显示稳态吸积盘模型临界半径的位置 213 图10.1对给定r和Σ,Q+ 、Q.和Q.对M˙依赖的示意图216 图10.2显示S形平衡序列中间分支和上分支的示意图 217 图10.3光学厚(右边实线S形曲线)和光学薄(左边实线)吸积盘的热平衡态220 图10.4M˙-Σ平面上r=7rg处对α=0.1和μ=0,0.25和0.5的模型的S曲线221 图10.5μ=0的模型对应于S形曲线拐点处的吸积率的径向分布222 图10.6在六个特定半径,r/rg=5(实线)、20(点线)、80(虚线)、250(长虚线)、500(点虚线)和1800(点长虚线)处光学厚吸积盘的M˙-Σ 关系.222 图10.7展示在Σ和r固定时,Q+ 、Q.、Q.和Q.(≡ Q.+Q.)如何依赖于M˙的示意图224 图10.8显示光学薄模型序列的M˙-Σ 关系的示意图225 图10.9T-Σ平面上光学薄盘平衡序列的示意图227 图10.10热光度L和质量吸积率M˙之间关系的示意图228 图10.11径移主导吸积流物理量的径向分布233 图10.12图10.10所示六个解的比角动量.(=r2Ω) 的径向变化233 图10.13对(α,m˙)=(10.1 , 10.1)(实线),(10.2 , 10.3)(点线),(10.3 , 10.5) (虚线)三个情况,β=0.5时各物理量的径向依赖235 图10.14以黏滞加热率Q+ 为单位的离子径移冷却Q.(点线),电子的径移冷却Q.(虚线)和电子的辐射冷却Q.(实线),以及同步-康普顿冷却Q.(长虚线)的径向依赖.236 图10.15SgrA*的谱237 图11.1光学薄径移主导盘中局域扰动的增长,显示了在t=0施加于r=20rg附近的小幅密度扰动的时间演化245 图11.2(μ,α,M˙in/M˙crit)=(0.0,0.1,0.96)和(0.25,0.1,3.2)情形下,盘光度的时变 250 图11.3(μ,α,M˙in/M˙crit)=(0.0,0.1,0.96)的模拟中,T0-Σ平面上盘演化路径(左图)和T0的时变(右图) 251 图11.4(μ,α,M˙in/M˙crit)=(0.0,0.1,0.96)的模拟中面密度Σ径向分布的时间演化 251 图11.5和图11.3相同,但是(μ,α,M˙in/M˙crit)=(0.25,0.1,3.2)253 图11.6爆发持续时间tburst和再发时间trecur作为热的内盘中吸积率M˙hot的函数253 图11.7以稳态值为单位的盘光度的时变255 图11.8NovaMusca的X射线谱变化256 图11.9盘内区(左图)和外区(右)M˙-Σ图上完全不同的盘演化257 图11.10一个软X射线暂现源中吸积盘演化的梗概图258 图12.1Ginga观测的CygX-1不同时间的X射线光变曲线263 图12.2从CygX-1光变曲线计算的功率谱密度264 图12.3白(f0)噪声(上图)、随机行走(1/f2)噪声(中图)和闪烁(1/f)噪声(下图)的例子265 图12.4X射线光变的蚁狮模型的元胞自动机规则268 图12.5基于m=m/10的自组织临界性模型计算的典型光变曲线(左)和功率谱密度(PSD,右) 269 图12.6理论的(左)和观测的(右)闪光峰值强度分布270 图12.7理论的(左)和观测的(右)闪光间距分布(F),归一化到随机分布的值(FPoi)271 图12.81/f型功率谱密度(PSD)的示意图 274 图12.9在外区施加的密度扰动下光学薄径移主导盘的时间演化277 图12.10波反射之后径向马赫数轮廓(上图)和径向积分压强轮廓(下图)的时变 278 图12.11带有临界行为的径移主导盘模型产生的典型光变曲线 279 图12.12GOES观测到的太阳软X射线辐射的功率谱密度 280 图13.1显示基模(n=0)可以传播的径向区域的示意图295 图13.2r1和r2之间区域中n=1的惯性-重力模禁闭的示意图296 图13.3垂向熵梯度小(Nz 2 小),但在最内区适当大时传播图的典型例子299 图13.4垂向熵梯度大到使Nz 2 超过κ2 时传播图的典型例子 299 图13.5一个模型盘中短波扰动由光线跟踪得到的能量传播301 图13.6单臂褶皱波的示意图 305 图13.7a=0.010,0.500,0.998黑洞角动量参数下自由粒子基本频率对半径的依赖 307 图14.1增长率G 作为r 的函数314 图15.1α=0.3,cT/c=10.3 ˙Mcrit=1.6的等温盘中J.+ ≡ (vr/cs和M/˙+lnΣ)/2的时变330 图15.2和图15.1相同的情形下,径向运动的动能EK(≡Σvr 2/2)的时变330 图15.3r/rg=2.8处(声速点之内)吸积率的时间变化 331 图15.4M=10M时α=0.1,0.2和0.3三个模型盘热光度的时变.332 图15.5α=1.0,M˙= M˙crit=1.6情形的盘光度功率谱 332 图15.6MBH=104M.,α=0.1和M˙init=0.8M˙crit的模拟中r-t平面上时间依赖的局域吸积率的等值线图 333 图16.1冷态数值解的例子341 图16.2对应若干β.(=cT/v0)值的暖态等温吸积流在声速平面(Mr = .1) 上的临界曲线343 图16.3满足合适边界条件的跨声速解的例子 344 图16.4相对论情形数值解的例子345 图16.5由于辐射阻力导致的径移冕的数值解的例子347 图16.6在z轴为吸积盘转轴的柱坐标系中计算盘周围辐射场所用的示意图348 图16.7无量纲辐射能量密度.的等值线图 350 图16.8从上到下是无量纲辐射能流fr 、f.、fz 的等值线图351 图16.9无量纲辐射应力张量Pij 的等值线图352 图17.1展示磁漂浮的示意图 355 图17.2展示没有力线变形的交换不稳定性的示意图356 图17.3展示帕克不稳定性机制的示意图357 图17.4展示有力线变形的帕克不稳定性的示意图358 图17.5对某些γ和kzH参数组,无量纲增长率[ω/(cs/H)],作为kyH的函数361 图17.6对一些αB值,无量纲增长率.(n/ΩK)作为无量纲波数的函数368 图17.7对一些κ/ΩK值,无量纲增长率.(n/ΩK)作为无量纲波数函数368 图17.8有垂向磁场的盘中的轴对称扰动情形,磁转动不稳定性的示意图369 图17.9在轴对称扰动情形展示具有横向磁场的盘中磁转动不稳定性的示意图370 图17.10对kr=0、κ2 =Ω2 及Nr 2 +0.008Ω2 , 无量纲增长率作为无量纲垂向波长的函数 375 图18.1trr/2K、t/2K、tzz/2K和tr./2K对C1的依赖 388 图18.2对一些湍流马赫数M,α值作为C1的函数389 图18.3雷诺应力张量各分量之间相互作用和能流的示意图390 图18.4雷诺应力张量的成分(上图)和麦克斯韦张量的成分(下图)作为无量纲参数X的函数398 图18.5展示麦克斯韦应力张量.bibj各分量之间相互作用和能流的示意图399 图18.6展示存在整体、平均磁场时从较差转动和平均磁场流向湍流各分量能流的示意图399 图18.7展示能量如何通过湍流场从盘转动变为热能的示意图403 图A.1克尔黑洞的示意图405 图A.2临界稳定轨道和视界半径作为自旋参数a的函数411 图A.3临界稳定轨道处的比能量和比角动量作为自旋参数a的函数412 图G.1函数fa及其导数dfa/dTa作为Ta的函数440 图G.2以c为单位的绝热声速cs和等效绝热指数Γ作为T的函数 441 表目录 表1.1各种天体系统的中心天体 13 表1.2各种天体系统的吸积盘 13 表1.3黑洞双星.23 表1.4CygX-1的参数 25 表1.5SS433的参数28 表1.6超大质量黑洞 31 表1.7超大质量黑洞和吸积盘 32 表2.1临界点的根和类型45 表3.1吸积盘解的各个分支74 表5.1冷吸积盘的分支 143 表6.1黑洞X射线新星的长驼峰 162 表9.1临界点类型(Tr.=.αΠ)207 表9.2临界点类型(Tr.∝ dΩ/dr)208 表9.3跨声速流的不同性质(Tr.=.αΠ)211 表10.1标准盘和径移主导盘 238 表13.1振荡模式的分类294
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