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第1章 黑洞天体物理学概论 1

1.1 天体物理学概论 1

1.1.1 天体物理学的研究对象 1

1.1.2 天体物理学的研究特点 1

1.1.3 天体物理学的研究方法 2

1.2 恒星演化与致密星 3

1.2.1 恒星演化与赫罗图 3

1.2.2 白矮星、中子星与黑洞 5

1.3 天体物理中的黑洞 6

1.3.1 黑洞简史 6

1.3.2 爱因斯坦引力场方程 7

1.3.3 黑洞的分类 9

1.3.4 关于黑洞的几个基本概念 10

参考文献 16

第2章 吸积盘理论 18

2.1 天体吸积概述 18

2.2 爱丁顿极限 20

2.3 发射谱 22

2.4 洛希瓣 23

2.5 吸积盘的形成 27

2.6 吸积盘中的黏滞 30

2.7 薄盘结构和辐射光度 33

2.8 广义相对论吸积盘模型 41

2.8.1 克尔度规中的粒子轨道 41

2.8.2 广义相对论吸积盘的求解 44

2.9 径移主导吸积流 50

2.10 其他类型的吸积模式 53

2.10.1 SLE盘和细盘 53

2.10.2 明亮的热吸积流 54

参考文献 55

第3章 黑洞系统的喷流理论 57

3.1 天体物理喷流概述 57

3.2 Penrose过程 60

3.3 Blandford-Znajek过程 60

3.4 Blandford-Payne过程 67

3.4.1 BP过程中的能量转化 67

3.4.2 标准薄吸积盘中的BP过程 69

3.4.3 径移主导吸积流中的BP过程 74

3.5 黑洞与吸积盘的磁耦合（MC过程） 81

3.5.1 标准薄盘框架中的MC过程 82

3.5.2 ADAF框架中的MC过程 86

参考文献 87

第4章 天体物理应用 90

4.1 MC过程对黑洞系统辐射的影响 90

4.2 黑洞系统的准周期振荡 98

4.2.1 黑洞双星的谱态及QPO 98

4.2.2 黑洞双星的低频QPO 100

4.2.3 黑洞双星的高频QPO 100

4.2.4 黑洞双星高频QPO的物理模型 101

4.2.5 黑洞双星高频QPO的MC共振模型 102

4.2.6 不同尺度黑洞系统的QPO 107

4.3 黑洞吸积盘的铁线展宽 108

4.3.1 黑洞系统铁线展宽的观测证据 109

4.3.2 黑洞系统铁线展宽的MC模型 110

4.3.3 MC过程对黑洞吸积盘铁线展宽的影响 113

4.4 黑洞双星的谱态 116

4.4.1 谱态的分类及演化 117

4.4.2 黑洞双星谱态演化模型 119

4.5 活动星系核的吸积与喷流 121

4.5.1 活动星系核的特征、分类与统一模型 122

4.5.2 活动星系核中吸积与喷流理论模型 127

4.6 γ射线暴的中心引擎 134

4.6.1 γ射线暴中心引擎之一：磁星模型 138

4.6.2 γ射线暴中心引擎之二：NDAF的中微子湮灭机制 140

4.6.3 γ射线暴中心引擎之三：BZ过程 150

4.7 黑洞吸积与潮汐瓦解事件 157

4.7.1 潮汐瓦解事件简介 157

4.7.2 具有相对论性喷流的潮汐瓦解事件 163

参考文献 171

第5章 专题讨论 179

5.1 黑洞系统磁场的起源 179

5.1.1 磁场起源的电流模型 179

5.1.2 磁场起源的宇宙电池模型 185

5.2 吸积与喷流的相关问题 189

5.2.1 吸积盘中的磁场分布与吸积率 189

5.2.2 吸积与喷流中的能量与角动量 192

5.2.3 磁场在吸积盘中的转移与喷流的关联 195

5.3 黑洞自转的测量及物理意义 196

5.4 吸积过程中黑洞熵的演化 202

参考文献 205

附录 208

索引 211