磁制动吸积流(MAD)的辐射研究
结题报告
批准号:
11873074
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
谢富国
学科分类:
A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱柏铖、邓慧红
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中文摘要
磁制动吸积流MAD是近些年通过数值模拟发现的吸积模式,为拥有最大(饱和)磁场强度的热吸积流模型。该理论模型能够提供最强的喷流功率,已经在一些活动星系核中得到观测支持,有重要的应用前景。该理论模型仍处在早期发展阶段,主要局限在喷流性质的比较判断上。由于缺乏其辐射过程的计算,限制了它的应用。辐射将是区分天体处于MAD还是标准热吸积流SANE的重要手段,将为MAD的确立提供独立的验证。在本项目中,我们将借鉴现有数值模拟结果,给出磁制动吸积流MAD的动力学结构,并有望在国际上首次深入研究MAD的辐射特征,包括多波段连续谱,射电及X射线波段的偏振,MAD的辐射效率、临界光度等。我们将研究磁制动吸积流MAD跟目前的主流热吸积流模型(标准热吸积流SANE)在辐射上的区别,为区分这两种模型提供理论基础。进一步地,我们将理论与观测结合,研究银河系中心以及黑洞X射线双星爆发阶段是否会进入疯狂吸积状态。
英文摘要
Magnetically arrested disk (MAD) is a novel accretion mode discovered recently from numerical simulations, which has strongest possible magnetic fields. With observational support from certain types of active galactic nuclei, this model has a promising future. MAD is currently in its infant phase, and because of the lack of its spectral properties, the application of MAD is now limited to the comparision of jet properties between observation and theory. In this project, we will simplify the numerical simulation results and create an easier description of the dynamical structure of MAD, and then we focus on its radiative properties. We will investigate the continuum, the polarision (in radio and X-rays), the radiative efficiency and maximal luminosity of this model. We further compare the emission of MAD to that of the widely-recognized theoretical model (SANE accretion model), to probe their differences. We eventually apply our understanding to Sgr A* and black hole X-ray binaries, to check if they can possibly enter the MAD regime.
磁制动吸积流MAD 是近20年来通过数值模拟发现的新的吸积模式,通过磁场的累积效应,该吸积流内区的大尺度磁场强度可以跟引力抗衡,达到饱和状态。该模式最大的特点是可以提供最强的喷流功率,得到广泛重视。前人的工作主要集中在MAD的动力学和喷流的形成和演化上。经过国际同行的努力,该模型近年来得到一定的观测支持,在视界望远镜对Sgr A*和M87*的黑洞照片项目中,也发现这两个系统可能是处于MAD状态。.本项目的主要研究内容是MAD吸积流的辐射问题。这是在前人工作中被忽略的部分。我们获得了如下重要结果。.1,辐射谱和辐射效率是吸积流的最基础的性质。结合数值模拟给出的MAD吸积流的动力学结构,我们得到了MAD吸积流的辐射谱和辐射效率,并提出在观测上区分不同吸积模式的新方法。.2,通过Sgr A*和M87*这两个可能的MAD系统研究热吸积流中耗散能直接加热电子的比例δ。能量耗散是吸积物理中最基本的问题之一,目前尚未有明确的物理机制。我们这个工作是从观测的角度来试图给耗散机制带来限制。我们发现Sgr A*的δ>30%,而M87暂时仍不能提供限制。同时,我们也首次从观测上证实了理论,即热吸积流的辐射效率随吸积率增加而增大。.3,我们从观测上限制了Seyfert星系的喷流产生效率,并确定Seyfert星系的吸积系统不太可能处于MAD状态。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Improved Model of X-Ray Emission from Hot Accretion Flows
热吸积流 X 射线发射的改进模型
DOI:10.3847/1538-4357/ac6c8b
发表时间:2022-05
期刊:ApJ
影响因子:--
作者:Niedzwiecki A.;Szanecki M.;Zdziarski A. A.;Xie F. G.
通讯作者:Xie F. G.
Radio/X-Ray Correlation in the Mini-outbursts of Black Hole X-Ray Transient GRS 1739–278
黑洞 X 射线瞬变 GRS 1739-278 微型爆发中的射电/X 射线相关性
DOI:10.3847/1538-4357/ab711f
发表时间:2020
期刊:The Astrophysical Journal
影响因子:--
作者:Fu-Guo Xie;Zhen Yan;Zhongzu Wu
通讯作者:Zhongzu Wu
Possible evidence of a universal radio/X-ray correlation in a near-complete sample of hard X-ray selected seyfert galaxies
在硬 X 射线选择的赛弗特星系的近乎完整样本中存在普遍射电/X 射线相关性的可能证据
DOI:10.1093/mnras/stab521
发表时间:2021-02
期刊:MNRAS
影响因子:--
作者:Chang N.;Xie F. G.;Liu X.;Ho L. C.;Dong A. J.;Han Z. H.;Wang X.
通讯作者:Wang X.
DOI:10.3847/1538-4357/aca534
发表时间:2023
期刊:ApJ
影响因子:--
作者:Xie F. G.;Narayan R.;Yuan F.
通讯作者:Yuan F.
Resolving accretion flows in nearby active galactic nuclei with the Event Horizon Telescope
使用事件视界望远镜解析附近活动星系核中的吸积流
DOI:10.1093/mnras/stz2874
发表时间:2019-07
期刊:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子:4.8
作者:Bidisha B;yopadhyay;Fu-Guo Xie;Neil M Nagar;Dominik R G Schleicher;Venkatessh Ramakrishnan;Patricia Arévalo;Elena López;Yaherlyn Diaz
通讯作者:Yaherlyn Diaz
磁约束热吸积流MAD的若干问题研究
  • 批准号:
    12373017
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    谢富国
  • 依托单位:
黑洞X射线双星态跃迁相关观测现象的理论研究
  • 批准号:
    11203057
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    29.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    谢富国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金