厦门大学博士后学位论文天体物理黑洞吸积流研究姓名：薛力申请学位级别：博士后专业：理论物理指导教师：卢炬甫20081001内容摘要本文简单介绍了黑洞吸积理论的发展历史与近期进展，研究了热不稳定黑洞吸积盘的含时行为、垂向引力修正后的细盘（Ｓｌｉｍ）全局结构和作为伽玛爆中心引擎的中微子辐射冷却主导盘（ＮＤＡＦ）的结构和光度。本文包含四个章节。第一章是引言，我们对黑洞吸积理论发展的历史与现状进行了总结评论，其中着重介绍了四种重要的吸积模型，即标准薄盘（ＳＳＤ）、ＳＬＥ（Ｓｈａｐｉｒｏ，Ｌｉｇｈｔｍａｎ＆Ｅａｒｄｌｅｙ）盘、ｓｌｉｍ盘和径移主导吸积流（ＡＤＡＦ）。我们还给出了在某一固定半径Ｒ上四种模型的统一描述，并重点介绍了ＳＳＤ、ＡＤＡＦ和Ｓｌｉｍ之间的模式转变研究。‘第二章里，我们研究了热不稳定黑洞吸积盘的演化。在这个工作中，我们提出了一种用于求解复杂的含时偏微分方程的数值方法一一自适应拟谱区域分解法。我们应用这种方法成功地实现了经典的有限循环（Ｌｉｍｉｔｃｙｃｌｅ）行为的研究。这即验证了我们的数值方法的有效性，同时也拓展了我们对有限循环物理过程的理解。第三章里，我们对经典Ｓｌｉｍ盘研究中存在的垂向引力夸大问题做了分析和修正，并应用正确的垂向引力描述来重新研究了Ｓｌｉｍ盘的全局解结构，给出了全新的ＳＳＤ和Ｓｌｉｍ盘存在区域的统一描述。第四章里，我们研究了ＮＤＡＦ的结构和光度。在这章中，我们比较详细地介绍了伽玛爆的观测和理论研究，并细致而力求精确地考察了吸积盘上各种产生中徼子的微观物理过程，提出了使用于各种光深情况下的电子丰度桥梁公式。关键词：吸积、吸积盘一黑洞物理一流体动力学一不稳定性ｌＵＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｂｌａｃｋｈｏｌｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｆｌｏｗｓａｒｅｓｉｍｐｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ；ｔｈｅｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｒｍａｌｌｙｎｉｌ－ｓｔａｂｌｅｂｌａｃｋｈｏｌｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｄｉｓｋｉｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｏｕｒａｄａｐｔｗｅｐｓｅｕｄｏｓｐｅｃｔｒａｆｄｏｍａ讥ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｔｈｅｇｌｏｂａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｌｉｍｄｉｓｋｗｉｔｈｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｇｒａｖｉｔｙｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌｕｍｉｎｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｎｅｕｔｒｉｎｏ－ｄｏｍｉｎａｔｅｄａｃｃｒｅｔｉｏｎｆｌｏｗ（ＮＤＡＦ），ｗｈｉｃｈｉｓｒｅｇａｒｄｅｄａ８ａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒ”ｅｎｇｉｎｄ’ｏｆｇａｍｍａ－ｒａｙｂｕｒｓｔ（ＧＲＢ），ａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｃｈａｐｔｅｒｉｓａｌｌｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｂｌａｃｋｈｏｌｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｆｏｕｒｗｅｌｌ－ｋｎｏｗｎｍｏｄｅｌｓ，ｎａｍｅｌｙｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｔｈｉｎｄｉｓｋ（ＳＳＤ），ｔｈｅＳＬＥ（Ｓｈａｐｉｒｏ，Ｌｉｇｈｔｍａｎ＆Ｅａｒｄｌｅｙ）ｄｉｓｋ，ｔｈｅｓｌｉｍｄｉｓｋ，ａｎｄｔｈｅａｄｖｅｃｔｉｏｎ－ｄｏｍｉｎａｔｅｄａｃｃｒｅｔｉｏｎｆｌｏｗｓ（ＡＤＡＦｓ），ａｒｅｂｒｉｅｆｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＷｅａｌｓｏｓｈｏｗｔｈｅｕｎｉｆｉｅｄｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｆｏｕｒｍｏｄｅｌｓａｔａｆｉｘｅｄｒａｄｉｕｓＲ，ａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｏｕｒｅｆｆｏｒｔｓｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＳＳＤ．ＡＤＡＦａｎｄｓｌｉｍｄｉｓｋ．Ｉｎｃｈａｐｔｅｒ２，ｗｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｒｍａｌｌｙｕｎｓｔａｂｌｅｂｌａｃｋｈｏｌｅａｃｃｒｅｔｉｏｎｄｉｓｋ，ａｎｄｇｉｖｅａｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ，ａｄａｐｔｉｖｅｐｓｅｕｄｏｓｐｅｃｔｒａｌｄｏ－ｍａｉｎｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐａｒｔｉａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｗｅｕｓｅｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｔｏｓ