近日，中國科學(xué)院云南天文臺雙星與變星研究團組焦承亮副研究員對光學(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制進行了研究。成果以“Heating or Cooling: Study of Advective Heat Transport in the Inflow and the Outflow of Optically Thin Advection-dominated Accretion Flows”為題發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal）上。

　　光學(xué)薄徑移主導(dǎo)吸積盤（ADAF）在解釋銀河系中心超大質(zhì)量黑洞、低亮度活動星系核以及黑洞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。然而，徑移熱量輸運的物理本質(zhì)是當(dāng)我們觀察靜止參考系中某一個固定區(qū)域時，流出和流入的物質(zhì)所攜帶的熵的凈差別，因此它既可以是冷卻（熵減少）也可以是加熱（熵增加）。同時，近些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的外流，而內(nèi)流和外流由于徑向運動方向的不同，徑移很可能發(fā)揮著完全不同的作用。

　　為了深入探究同一個吸積盤中的內(nèi)流和外流區(qū)域的能量守恒如何同時維持，焦承亮副研究員將熵的徑移按照機制分解為了內(nèi)能的徑移和壓強做功（壓縮加熱/膨脹冷卻）兩個部分，并進一步在球坐標(biāo)系下對徑向和垂向兩個方向的分量進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，在通常情況下，壓強做功占據(jù)主導(dǎo)地位，導(dǎo)致內(nèi)流中徑向上徑移表現(xiàn)為一個加熱機制，而非是經(jīng)典模型中的冷卻機制；在外流中則是一個冷卻機制。內(nèi)流中的能量守恒需要依靠垂向的徑移將熵轉(zhuǎn)移到外流中進行冷卻。該研究結(jié)果和之前一些研究者提出的唯象模型吻合，并解釋了這種機制的物理本質(zhì)，將其進行了定量化。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金青年項目的資助。

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?圖1：不同輸入?yún)?shù)下，徑移熱量輸運各個分量隨傾角的變化。下標(biāo)r和θ分別代表徑向和傾角方向（垂向），下標(biāo)1和2分別代表了內(nèi)能的徑移和壓強做功兩種不同的機制。這里正值代表冷卻，而負值代表加熱