黑洞吸积与外流理论及其对活动星系核、X射线双星、超亮X射线源、伽玛射线暴的应用

本项目以黑洞吸积与外流理论为主线，贯穿活动星系核、X射线双星、超亮X射线源、伽玛射线暴四类高能天体系统。基础理论的研究包括黑洞吸积盘的垂向结构、模式演变、外流形成这三个普遍性重要问题，还有我们提出的LHAF模型和由之发展而来的两相吸积模型。对四类高能天体系统，既有我们直接观测获取第一手资料的工作，也有观测数据的处理分析工作，还有相关的模型研究。一方面，充分注意四类系统各自的个性，如早期活动星系核的黑洞、吸积、外流相互作用，低光度活动星系核及XBONG、明亮活动星系核、黑洞双星宁静态、超亮X射线源、伽玛暴各自的吸积盘，我们已有直接观测的黑洞双星能谱状态跃迁现象等。另一方面，又非常注重四类系统共性的交叉研究，如活动星系核和黑洞双星喷流的多波段辐射、低光度活动星系核与黑洞双星宁静态或低态的相似性、类星体与黑洞双星甚高态物理本质的相似性、伽玛暴的X射线闪与某些黑洞双星的闪耀观测表现上的相似性等。

本项目旨在研究黑洞吸积与喷流的基础理论，及其对已知以黑洞吸积为能源机制的四大高能天体系统（活动星系核、X射线双星、超亮X射线源、伽玛射线暴）的应用。项目按计划执行，进展顺利。共发表SCI论文104篇（均标注本项目资助，其中ApJ 38篇，MNRAS 23篇，A&A 6篇）。代表性研究工作和成果6项：（1）提出间歇性喷流形成的磁流体力学模型，并据此构造了伽玛射线暴的中心磁发动机模型；（2）进行了黑洞吸积流的数值模拟，着重研究了热吸积流中的外流问题，证实了外流的存在；（3）研究了活动星系核的X射线辐射机制，构建了一个盘－冕模型来成功地解释了观测到的活动星系核X射线辐射的两个相关性，还指出低光度活动星系核的硬X射线辐射很可能来自径移主导吸积流（ADAF）；（4）将活动星系核、X射线双星、超亮X射线源结合在一起研究黑洞吸积系统的统一物理规律，并提出了一种确定超亮X射线源中心黑洞质量的方法；（5）通过观测得出了非稳态吸积参数决定明亮黑洞双星光谱跃迁光度的系统证据；（6）对黑洞吸积盘垂向结构作了较深入的研究，并应用于作为伽玛射线暴中心引擎的中微子主导吸积流（NDAF）模型。以上成果已得到国际同行多次引用和好评。另外还进行了其它多项研究工作，并取得了多项成果。本项目成员在执行期间还举办和参加了多次国际学术会议并作报告，多人次出国（境）访问和邀请国（境）外学者来访，指导毕业博士生10人，出站博士后7人。