Аккреция


обзор! astro-ph/0207625
Advective Accretion Disks and Related Problems Including Magnetic Fields
Authors: G.S. Bisnovatyi-Kogan, R.V.E. Lovelace
Comments: 143 pages, 25 figures New Astronomy Reviews 45 (2001) 663-742

В статье дается подробный обзор адвекционно-доминированных дисков, а также обсуждается роль магнитных полей в дисковой аккреции.

Работа написана около 2 лет назад. Некоторую новую дискуссию можно найти в свежей короткой заметке Новака (astro-ph/0207624).


astro-ph/0208240
On angular momentum transport in convection-dominated accretion flows
Authors: Igor V. Igumenshchev
Comments: 10 pages, will appear in ApJL

Хотя первые работы по теории аккреции появились еще до Второй Мировой Войны, там остается еще очень много неясного. Современная теория дисковой аккреции была создана 30 лет назад [ Шакура 1972, Шакура, Сюняев 1973] (вообще-то это был бы хороший повод для крупной конференции, но ...). Однако, в последние годы начали обсуждаться расширения стандартного сценария: т.н. адвекционно-доминированные и конвекционно-доминированные течения. Вопросу о переносе уголового момента в течениях последнего типа и посвящена статья.


обзор astro-ph/0210251
Modes of disc accretion onto black holes
Authors: A. Merloni
Comments: 10 pages, 1 colour figure. Latex macro sprocl.sty. Invited review, to be published in the proceedings of the 5th Italian AGN Meeting "Inflows, Outflows and Reprocessing around black holes" (2002)

Дается обзор по аккреции на черные дыры. В короткой заметке практически без формул даются все основные идеи. Однако, по той же причине для специалистов статья мало интересна. Очень полезна для студентов-аспирантов, и, как говорится, для "специалисто смежных специальностей".


astro-ph/0211102
К вопросу об устойчивости толстых аккреционных дисков вокруг черных дыр (On the stability of thick accretion disks around black holes)
Authors: Jose A. Font, Frederic Daigne
Comments: 12 pages, 3 figures, accepted for publication in ApJL

Исследуется устойчивость дисков для параметров, применяемых при моделировании космических гамма-всплесков. Т.е. это не тесная двойная система, а быстровращающаяся черная дыра с толстым тором вокруг. Учтены эффекты ОТО. Авторы находят неустойчивость на динамическом масштабе времени.


Несколько статей про сверхизлучающие рентгеновские источники
(по английски Ultra-Luminous или Super--Luminous, иногда без тире)
Яркие рентгеновские источники могут возникать по разным причинам. Один из классов таких объектов - это тесные двойные системы, состоящие из компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры) и нормальной звезды. Вещество с нормального компонента попадает в поле тяготения компактного (при заполнении полости Роша или через звездный ветер) и, в конце концов, падает на его поверхность. При этом излучается большое количество энергии (гравитационной) в виде жесткого рентгеновского излучения. Однако, если темп аккреции слишком велик, то давление излучения оказывается больше, чем силя тяготения, и все вещество уже не может упасть на поверхность компактного объекта. Одновременно спектр излучения смещается в мягкую область, так как рентген поглощается и перерабатывается в окружающей компактный объект оболочке. Предельная светимость называется Эддингтоновской, она пропорциональна массе компактного объекта и для 1 Mo равна 1.3.1038 эрг/с. Если же мы видим рентгеновский источник со светимостью порядка LX=1039-1041 эрг/с, то следует думать, что в этом источнике находится существенно более массивный объект, чем стандартная нейтронная звезда (с типичной массой 1.4 Mo). Окончательной ясности с природой сверхизлучающих источников нет, в нашей Галактике такие объекты неизвестны, но в соседних они наблюдаются.


astro-ph/0211178
Рентгеновские спектроскопические указания на присутствие черных дыр промежуточных масс: Холодные аккреционные диски в двух сверхизлучающих рентгеновских источниках (X-ray Spectroscopic Evidence for Intermediate Mass Black Holes: Cool Accretion Disks in Two Ultra--Luminous X-ray Sources)
Authors: J.M.Miller, G.Fabbiano, M.C.Miller et al.
Commets: 5 pages, 3 color figures, uses emulateapj.sty and apjfonts.sty, ApJL subm

Эта статья основана на анализе рентгеновских наблюдений близкой спиральной галактики NGC 1313 cо спутника XMM-Newton. В этой галактике наблюдаются два сверхизлучающих рентгеновских источника со светимостями (при изотропном излучении) LX = 2.0.1040 эрг/с и LX = 6.6.1039 эрг/с для источников NGC 1313 X-1 и X-2 в диапазоне 0.2-10 кэВ, соответственно (для расчета светимости расстояние до галактики считалось равным 3.7 Мпк). Спектр излучения этих источников существенно более мягкий (kT=150 эВ), чем у других кандидатов в черные дыры (где типичная температура kT=1 кэВ). Так как излучение в таких объектах идет от аккреционного диска, то полагая, что его внутренний край близок к последней устойчивой орбите (т.е. находится на расстоянии 3Rg от центра черной дыры), мы получаем спектроскопическую оценку массы объекта: MBH=100Mo. В этом случае указанные выше значения светимостей оказываются близки к Эддингтоновским, что служит еще одним подтверждением такой оценки массы.


astro-ph/0211311
Сверхизлучающий объект с периодом 2 часа в M51 (An Ultra-luminous X-Ray Object with a 2 hour period in M51)
Authors: Ji-Feng Liu et al
Commets: accepted for ApJ Letter

Что такое сверхизлучающие источники - до конца не ясно (первое, что надо понять: изотропно излучение или же коллимировано) . Поэтому любая новая информация о них представляет интерес. Так в сверхизлучающем источнике ULX M51 X-7 в галактике M51, рентгеновская светимость которого меняется в пределах LX=1039-1041 эрг/с, по наблюдениям c Chandra был найден период 2.1 часа. Авторы предполагают, что этот объект является маломассивной двойной системой, состоящей из нормальной звезды массой 0.2-0.3 Mo и компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры), а 2.1 часа - ее орбитальный период.


astro-ph/0211314
Оптическое отождествление сверхизлучающего рентгеновского объекта в M81 (The optical counterpart of a Ultraluminous X-Ray Object in M81)
Authors: Ji-Feng Liu et al Journal-ref: 2002ApJ...580L..31L

Еще один сверхизлучающий источник, ULX NGC 3031 X-11, в галактике M81 отождествлен в оптике (о важности подобной информации смотри здесь). Светимость этого источника в рентгене составляет LX~2.1039 эрг/с, а в оптике на его месте мы видим массивную молодую звезду класса O8V. Вторым компонентом этой системы, по-видимому, является черная дыра с массой приблизительно равной 18 Mo.


astro-ph/0211260
Внутренняя структура тонкого трансзвукового диска (Internal structure of a thin transonic disk)
Authors: V.S. Beskin, A.D. Tchekhovskoy
Commets: 9 pages, 1 figure, uses sc3conf.sty, to appear in Proc. Third Sakharov Conference on Physics, A.Semikhatov et al. (eds.), Scientific World, Moscow (2003)

Отечественная работа - из ФИАНа (доклад на эту тему будет сделан в конце декабря в Москве на конференции HEA-2002). Хорошо известный факт, что на расстоянии 3Rg от Шварцшильдовской черной дыры движение пробной частицы по круговой орбите становится неустойчивым и она падает на черную дыру. С частицами в аккреционном диске, внутренний край которого доходит до последней устойчивой орбиты, происходит тоже самое - они падают внутрь. Но как при этом ведет себя вертикальная структура диска внутри этой границы? Ответ, полученный авторами показан на рисунке. Граница устойчивого диска расположена слева, черная дыра - справа.


лекции astro-ph/0211368
Физические основания ярких аккреционных дисков вокруг черных дыр (Physics Fundamentals of Luminous Accretion Disks Around Black Holes)
Authors: O.M.Blaes
Commets: in "Accretion Disks, Jets, and High Energy Phenomena in Astrophysics", Proceedings of Session LXXVIII of Les Houches Summer School, Chamonix, France, August 2002, F.Menard, G. Pelletier, G.Henri, V. Beskin, and J. Dalibard eds. (EDP Science: Paris and Springer: Berlin), in preparation

Омер Блаес - очень известный астрофизик, а, может быть, уже и классик науки. Его небольшой курс лекции посвящен теории аккреционных дисков с особым упором на процессы происходящие в ярких рентгеновских источниках, содержащих черные дыры. В курсе рассмотрены: стандартная модель Шакуры-Сюняева, формирование спектров излучения, перенос углового момента в диске, роль иррадиации (облучения диска центральным источником) и магнитогидродинамических процессов. Сложных формул курс не содержит.


обзор astro-ph/0212065
Флуоресцентные линии железа как тестер для изучения астрофизических систем с черными дырами (Fluorescent iron lines as a probe of astrophysical black hole systems)
Authors: Christopher S.Reynolds, Michael A.Nowak
Commets: 103 pages, 21 figures. Review article, accepted for publication in Physics Reports

Фактически это книга.Авторы подробнейшим образом разбирают, как по наблюдениям флуоресцентных линий можно проводить детальную диагностику аккрецирующих черных дыр в тесных двойных системах и в ядрах галактик.


astro-ph/0301250
Томография аккреционных потоков вблизи черных дыр (Echo Tomography of Black Hole Accretion Flows)
Authors: Keith Horne
Commets: To appear in: Astronomical Telescopes and Instrumentation, Future EUV, UV, and Visible Space Astrophysics Missions and Instrumentation, 22-28 Aug 2002, Waikoloa, HI, SPIE Proc 4856

Кейт Хорн (Keith Horne) является известным специалистом по томографии аккреционных дисков. Такой вид исследования возможен, например, в затменных двойных системах. В этой статье речь идет об исследование аккреционных потоков в активных ядрах галактик, где второго объекта нет! Здесь технология совсем другая. Исследуется "эхо" - переизлученный свет. Измеряются временные задержки, доплеровский сдвиг и т.д. Пока методика находится в стадии становления. Автор надеется, что в скором будущем она поможет узнать много нового о процессах в активных ядрах галактик.


astro-ph/0301425
Взрывы сверхновых, связанные с ветром аккреционных дисков (Supernova Explosions from Accretion Disk Winds)
Authors: Andrew I. MacFadyen
Commets: 7 pages, to appear in Proc. "From Twilight to Highlight - The Physics of Supernovae" ESO/MPA/MPE Workshop, Garching July 2002

В работе рассматривается связь между взрывами сверхновых, вращением массивных звезд (см. также выше) и гамма-всплесками. В модели коллапсара в начале из ядра массивной звезды образуется черная дыра, на которую идет мощная аккреция из очень плотного аккреционного диска. По мнения автора работы наличие таких дисков и разлияный угловой момент у разных звезд-прародителей могут объяснить некоторые пекулярные типы сверхновых, а также гамма-всплески, несопровождающиеся обычной сверхновой.


astro-ph/0301535
Униполярня индукция в замагниченном аккреционном диске вокруг черной ды (Unipolar Induction of a Magnetized Accretion Disk around a Black Hole)
Authors: A. A. Shatskiy
Commets: 7 pages, 1 figures

Рассчитана структура и амплитуда электромагнитных полей порождаемых вращающимся вокруг черной дыры диском с вмороженным в него магнитным полем. Вокруг диска - вакуум.



astro-ph/0303093
Аккреция вещества с малым угловым моментом на черную дыру: двумерные гидродинамические расчеты (Accretion of low angular momentum material onto black holes: 2D magnetohydrodynamical case)
Authors: D. Proga, M.C. Begelman
Commets: 30 pages, submitted in ApJ

Описывается моделирования аккреции на черную дыру, в случае когда падающее вещество обладает небольшим угловым моментом. Показано, что наличие момента приводит к существенному уменьшению темпа аккреции по сравнению с формулой Бонди (от себя добавим, что это может быть важно при расчете аккреции на одиночные черные дыры, т.к. аккрецирующая межзвездная среда турбулизована).


обзор astro-ph/0303105
Унификация "псевдо-ОТО" анализа аккреционных дисков вокруг вращающихся Черных дыр и нейтронных звезд (Unification to the "Pseudo-General-Relativistic" analysis of accretion disks around rotating black holes and neutron stars)
Author: Banibrata Mukhopadhyay
Commets: 36 pages including 12 figures; aaspp4 style; To appear as an invit article in a collected volume "Progress in Astrophysics", Nova Science Publishers, Inc.; The resolution of Figs. 1-6 is made very poor (to fit all those in 4Mb limit of archive), contact the Author if you want the figures with perfect resolution

Решать задачи аккреции непосредственно в рамках ОТО достаточно тяжело. Поэтому вместо искривленного пространства можно попытаться ввести псевдо-Ньютоновский потенциал в котором движение частиц описывается правильно. Это удается сделать невращающихся нейтронных звезд и черных дыр. Для вращающихся объектов обойтись одним потенциалом не удается. Автор подробно рассматривает как единым образом можно ввести такие потенциалы и в каких случаях данных подход работает.


astro-ph/0303274
IGR J16318-484 - рентгеновский источник в плотной оболочке? (IGR J16318-4848: an X-ray source in a dense envelope?)
Authors: M. Revnivtsev et al. (MPA, Garching, Germany; IKI, Moscow, Russia)
Commets: Accepted for publication in Astronomy Letters

Это одна из первых отечественных статей (а может быть просто первая), написанная по данным запущенного в конце 2002 годы спутника INTEGRAL. Жесткий рентгеновский IGR J16318-4848 открыт с INTEGRALa, затем его удалось обнаружить в архивных данных японского спутника ASCA (1994), но там он не был идентифицирован. Источник обладает совершенно необычными свойствами - похоже он светит через толстый слой вещества - ранее такого нигде не наблюдалось. Первая предложенная модель - аккрецирующий из звездного ветра источник в массивной двойной системе.


astro-ph/0303447
Устойчивость вещества, аккрецируемого нейтронной звездой (The Stability of Material Accreting onto a Neutron Star)
Authors: Ramesh Narayan, Jeremy S. Heyl
Commets: 56 pages, 19 figures, submitted to the Astrophysical Journal

Большая оригинальная теоретическая работа, жестко привязанная к реальным наблюдательным данным. Рассматривается "судьба" вещества (водорода и гелия), накопившегося на поверхности нейтронной звезды в процессе аккреции. Дело в том, что в таком веществе могут начинаться термоядерные реакции. При этом наблюдается рентгеновская вспышка (источники такой активности называются "рентгеновские барстеры").