記者7月10日從中國科學(xué)院云南天文臺獲悉，該臺雙星與變星研究團(tuán)組近期對光學(xué)薄徑移主導(dǎo)吸積盤內(nèi)流和外流區(qū)域中能量守恒的維持機(jī)制進(jìn)行研究，并闡明了其物理本質(zhì)。國際期刊《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表了這一研究成果。
吸積盤是天體間一種由彌散物質(zhì)組成的、圍繞中心體轉(zhuǎn)動(dòng)的氣體盤，常被用于恒星形成和活動(dòng)星系統(tǒng)的過程研究。在銀河系中，光學(xué)薄徑移主導(dǎo)吸積盤在解釋中心超大質(zhì)量黑洞、低亮度活動(dòng)星系核以及黑洞X射線雙星的低硬態(tài)等的觀測數(shù)據(jù)上發(fā)揮著重要作用。
“在經(jīng)典模型中，這種吸積盤由于物質(zhì)密度低導(dǎo)致輻射能力很弱，能量守恒主要靠‘徑移冷卻’來維持。”云南天文臺焦承亮副研究員介紹，但徑移熱量輸運(yùn)的物理本質(zhì)是，當(dāng)人們觀察靜止參考系中某一個(gè)固定區(qū)域時(shí)，流出和流入的物質(zhì)所攜帶的熵的凈差別，因此它既可以是熵減少的冷卻，也可以是熵增加的加熱。同時(shí)，近年的理論和觀測研究都支持徑移主導(dǎo)吸積盤中存在著很強(qiáng)的外流，而內(nèi)流和外流由于徑向運(yùn)動(dòng)方向的不同，徑移很可能發(fā)揮著完全不同的作用。
為深入探究同一個(gè)吸積盤中的內(nèi)流和外流區(qū)域的能量守恒如何同時(shí)維持，焦承亮等人將熵的徑移按照機(jī)制分解為內(nèi)能的徑移和壓強(qiáng)做功兩個(gè)部分，并進(jìn)一步在球坐標(biāo)系下對徑向和垂向兩個(gè)方向的分量作了研究。
研究發(fā)現(xiàn)，在通常情況下，壓強(qiáng)做功占據(jù)主導(dǎo)地位，導(dǎo)致內(nèi)流中徑向上的徑移表現(xiàn)為一個(gè)加熱機(jī)制，而非經(jīng)典模型中的冷卻機(jī)制，在外流中則是一個(gè)冷卻機(jī)制。內(nèi)流中的能量守恒需要依靠垂向的徑移將熵轉(zhuǎn)移到外流中進(jìn)行冷卻。此項(xiàng)研究結(jié)果和此前一些研究者提出的研究模型吻合，并解釋了這種機(jī)制的物理本質(zhì)，并將其定量化。(科技日報(bào)記者 趙漢斌)
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