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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QPO98

4.2.2 黑洞双星的低频QPO100

4.2.3 黑洞双星的高频QPO100

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QPO107

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