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伽瑪射線爆的超吸積模型袁業(yè)飛中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)天體物理中心2005.4.25伽瑪射線爆的超吸積模型袁業(yè)飛1合作者王建民(IHEP)史集明(USTC)TizianaDiMatteo(CMU)RosalbaPerna(U.Colorado)Agnieszka
Janiuk
(CopernicusAstronomicalCentre)盧炬甫,顧為民(XMU)林一清(NJU)合作者王建民(IHEP)2伽瑪射線爆短爆和長(zhǎng)爆(余輝)能源:E~1051ergs持續(xù)時(shí)間:0.1-1000s動(dòng)力學(xué)時(shí)標(biāo):ms伽瑪射線爆短爆和長(zhǎng)爆(余輝)3伽瑪射線爆的中心引擎中子星-中子星,黑洞-中子星并合Eichleretal1989;Paczynski1991;Narayanetal1992Collapsar模型Woosley1993;Paczynski1998;MacFadyen&Woosley1999;MacFadyen&Woosley&Heger2001伽瑪射線爆的中心引擎中子星-中子星,黑洞-中子星并合4伽瑪射線爆超吸積模型思想低吸積率:ADAF(RadiationinefficientAF)高吸積率(~LEdd):SSD超Eddington吸積:SlimDisk(RadiationtrappedADAF)超超Eddington吸積:(~M⊙/s):Neutrino-DominatedAccretionFlow(Popham,Woosley,&Fryer1999)或者CDAF伽瑪射線爆超吸積模型思想低吸積率:ADAF5NDAF產(chǎn)生的條件高溫高密T~1010-1011K,ρ~106-1013gcm-3中微子冷卻機(jī)制NDAF產(chǎn)生的條件高溫高密6NDAF產(chǎn)生的天體物理環(huán)境時(shí)標(biāo)CDAFNDAFt=0.1st=1s中微子光厚Narayan,Piran,&Kumar2001NDAF產(chǎn)生的天體物理環(huán)境時(shí)標(biāo)CDAF7Narayan,Piran,&Kumar2001CDAFNDAF吸積效率Narayan,Piran,&Kumar20018吸積效率CDAFNDAFNarayan,Piran,&Kumar2001吸積效率CDAFNDAFNarayan,9NDAF產(chǎn)生的天體物理環(huán)境中子星-中子星并合:NDAF中子星-黑洞并合:NDAFCollapsars:NDAF三者都要求并合后形成的黑洞質(zhì)量小于10M⊙黑洞-白矮星并合:CDAF黑洞-氦核并合:CDAF兩者的外半徑太大!NDAF產(chǎn)生的天體物理環(huán)境中子星-中子星并合:NDAF10NDAF的基本理論框架動(dòng)力學(xué)方程組(Kerr時(shí)空背景)(Gammie&Popham1998;Popham&Gammie1998)連續(xù)性方程:氣體能量方程:徑向方程:角動(dòng)量守恒方程:垂向平衡方程:Popham,Woosley,&Fryer1999NDAF的基本理論框架動(dòng)力學(xué)方程組(Kerr時(shí)空背景)Pop11中微子冷卻機(jī)制正負(fù)電子對(duì)湮滅核子俘獲(URCA過(guò)程)光解離氦核Qian&Woosley1996中微子冷卻機(jī)制正負(fù)電子對(duì)湮滅Qian&Woosley112狀態(tài)方程壓強(qiáng)內(nèi)能氣體壓輻射壓簡(jiǎn)并壓狀態(tài)方程壓強(qiáng)氣體壓輻射壓簡(jiǎn)并壓13邊界條件外邊界(,cs):Self-similarADAFofNarayan&Yi光滑地穿過(guò)兩個(gè)臨界點(diǎn)聲速點(diǎn)粘滯點(diǎn)邊界條件外邊界(,cs):Self-similarADA14ADAFAnalyticthindisk(SSD)Popham,Woosley,&Fryer1999M=3Msun,Mdot=1Msun/s,alpha=0.1ADAFAnalyticthindisk(SSD)Po15基本結(jié)論中微子光度:3.35x1051ergs/s外區(qū):ADAF基本結(jié)論中微子光度:3.35x1051ergs/s16考慮中微子的光深中微子冷卻率狀態(tài)方程中加入囚禁中微子的貢獻(xiàn)DiMatteo,Perna,&Narayan2002考慮中微子的光深中微子冷卻率狀態(tài)方程中加入囚禁中微子的貢獻(xiàn)D17DiMatteo,Perna,&Narayan2002光深f=qadv/q+時(shí)標(biāo)DiMatteo,Perna,&Narayan2018中微子輻射率中微子Eddington光度DiMatteo,Perna,&Narayan2002中微子輻射率中微子Eddington光度DiMatteo,19含時(shí)的演化(徑向)質(zhì)量和角動(dòng)量守恒方程Janiuk,Perna,DiMatteo,&Czerny2004含時(shí)的演化(徑向)質(zhì)量和角動(dòng)量守恒方程Janiuk,Per203D數(shù)值計(jì)算偽牛頓勢(shì)(Kerr時(shí)空)Artemova-Bjornsson-Novikov勢(shì)(Artemovaetal1996)主要結(jié)論:熱壓使得盤(pán)膨脹,中微子不可能光厚,輻射有效(Setiawan,Ruffert,&Janka2004)3D數(shù)值計(jì)算偽牛頓勢(shì)(Kerr時(shí)空)(Setiawan,R21處于beta平衡下的NDAFJaniuk,DiMatteo,Yuan,&Perna2005處于beta平衡下的NDAFJaniuk,DiMatte22中微子輻射率中微子輻射率23中子化對(duì)動(dòng)力學(xué)粘滯的影響粘滯的產(chǎn)生:MRI吸積流中的中子對(duì)粘滯無(wú)貢獻(xiàn)中子化對(duì)吸積過(guò)程的影響中子化對(duì)動(dòng)力學(xué)粘滯的影響粘滯的產(chǎn)生:MRI24對(duì)動(dòng)力學(xué)粘滯的影響Shi,Yuan,Wang2005對(duì)動(dòng)力學(xué)粘滯的影響Shi,Yuan,Wang200525
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