相对论吸积盘及其辐射研究

我们主要通过数值计算和数值模拟的手段，研究相对论性的吸积盘及其辐射特征、X射线偏振、以及吸积流的射电图像，并与观测比较，期望得到黑洞和吸积流的特性，以及黑洞参数与吸积流特性之间的相互关系。主要研究内容包括：1）通过改进吸积流体垂向平衡条件和辐射转移，并考虑吸积流的自遮蔽效应，研究相对论性Slim的动力学与出射谱。2）考虑吸积流的自遮蔽效应导致的回转辐照效应，研究相对论性slim盘X射线偏振。3）我们还将用公开的三维GRMHD程序HARM，数值模拟相对论性的slim盘。4）将我们发展的完全相对论的ADAF模型应用到SgrA*和M87的，并与观测拟合，希望得到黑洞和吸积流的基本参数。5）研究M87中TeV源的特性对其光深的影响，期望有助于理解TeV和喷流的产生机制。6）发展广义相对论磁流体力学数值模拟程序HARM，使之可以适用于模拟作为伽玛暴中心引擎的黑洞超吸积过程。

我们在广义相对论的框架下，通过数值计算和数值模拟的手段，研究了相对论性吸积盘（或加冕）的动力学结构以及来自盘冕出射谱，期望得到黑洞的基本参数和吸积流的基本特性。主要的研究成果包括：1）建立了适用于ADAF吸积流的相对论性的外康普顿模型，成功解释了M87的高能TeV辐射及其光变；2）发展了相对论的盘冕模型，用成功用于限制5个已测得黑洞质量的类星体中心黑洞的自旋；3）研究了中微子在吸积盘中的辐射转移问题，并较为自洽地得到了中微子主导吸积流的垂向结构、中微子和反中微子的辐射流量以及正反中微子对湮灭为正反电子对的光度。其外，我们还通过数值模拟研究了双黑洞系统的吸积过程；发展了自适应时间步长的 Monte Carlo 程序, 重构了表征暗物质晕等级成团的并合树，在此基础上研究了星系中心大黑洞的宇宙学演化。