Dynamo在黑洞吸积盘中的应用

发布时间：2020-11-02 20:32

　　 本文简单介绍了发电机理论(Dynamo),用平均场电动力学研究了黑洞吸积盘中大尺度磁场的起源,并用其的结果来拟合态转变观测。本文的工作主要集中于以下几个方面: 首先,我们回顾了Dynamo研究的历史,着重介绍平均场电动力学。宇宙中普遍存在着磁场,而Dynamo是当今解释磁场起源最成功的理论,这个理论把磁场的维持归结为由于导电流体相对磁力线运动而在流体中感生的电流。平均场电动力学是研究湍流中平均电磁场行为的一套理论,它把场分解为平均项和涨落项,着重研究平均项的行为。这个理论认为,只要导电流体的湍流运动是镜像不对称的,那么就能产生一沿着平均磁场方向的电流。 其次,我们把Dynamo理论用来研究天体物理系统中的磁场起源,我们主要探讨了吸积盘中大尺度磁场的起源和行为。我们简单介绍了吸积盘Dynamo的解析模型和数值模型,其中数值计算表明吸积盘中的磁场位型是一个个局域化的圆环。 最后,我们把吸积盘Dynamo的结果用来研究黑洞X射线双星的态转变。主流模型把态转变归结为吸积盘中吸积率的变化。但有些观测表明,态转变不仅仅是吸积率的函数,还受另一个物理量的控制,我们通过论证得到这第二个控制态转变的物理量就是磁场。为检验这个理论,我们用吸积盘中大尺度磁场被放大的时标成功地拟合了态转变的时标。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：P145.8
【部分图文】：

图 1-1 双星的等势线期，两颗恒星的体积都比 Roche 瓣小，这现：一颗恒星的物质以星风的形式向外抛洒除了这种吸积方式外，当一颗恒星（假设是）开始膨胀，以致其表面最终充满 Roche，2 星叫做伴星。伴星中的物质会通过1L 被 Roche 瓣外溢。

位于致密星的观测者来说，1L 点好像一个物质喷嘴，在双星旋转，如果双星公转周期很短，那么喷嘴的旋转速度也非常对于致密星也有比较大的角动量。喷嘴喷出的物质会形成绕然，在这个物质环中存在着耗散过程（例如气体之间的碰撞，耗散将物质的动能转变为内能（热能），其中一部分被辐射自与势能，为提供能量，气体只能更深的陷入引力势阱中，动的形式掉入中心天体，当伴星有持续的物质供应时，就形），在这个过程中，大量的角动量被转移到更大的吸积盘半径

图 2-1 单极发电机（来自文献[100]）电机的示意图如图 2-1 所示，一个固体铜盘绕其对称连接导体盘的边缘和中轴并扭成回路状，这样就形成有一电流 I，于是线圈中的电流会伴随一磁场，令穿过其中 M 是线圈回路和导体盘之间的互感系数。旋转动势 ε = ΩΦ /2π，这个电动势驱动着电流 I，于是 I（I M I= ε= Ω 2π，L 是自感系数，R 是整个回路的电阻。为0 0( )M RtLI t I e CΩ = + ，其中0I ，0C 由初始条件给定。当指数的形式增长，同时，盘上阻碍盘加速的由洛仑兹终将超过驱动力矩G使得角速度减速，直到角速度减小
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本文编号：2867537