Accretion Disks, Jets and High-Energy Phenomena in Astrophysics (Les Houches - Ecole d'Ete de Physiq pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Beskin, Vassily; Beskin, Vassily; Henri, Gilles

出品人:

页数:658

译者:

出版时间:2004-02-25

价格:USD 199.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540201717

丛书系列:

图书标签:

Astrophysics
Accretion Disks
Jets
High-Energy Astrophysics
Plasma Physics
Magnetohydrodynamics
Relativistic Astrophysics
Black Holes
Compact Objects
Les Houches

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具体描述

天体物理学中的吸积盘、喷流与高能现象：宇宙能量转换与演化的前沿探索本书并非对《Accretion Disks, Jets and High-Energy Phenomena in Astrophysics (Les Houches - Ecole d'Ete de Physique Theorique) (v. 78)》一书的直接阐述，而是旨在勾勒出天体物理学领域中，与吸积盘、喷流以及与之伴随的高能现象相关的核心科学问题、研究方法以及前沿探索方向。这些主题共同构成了理解宇宙中能量如何被收集、转化并释放的关键环节，也是解释众多极端天体现象的基石。吸积盘：宇宙中的物质汇聚与能量驱动器吸积是天体物理学中最普遍也是最重要的过程之一，它描述了物质（如气体、尘埃或恒星）在引力作用下被吸引并聚集到另一个天体（如黑洞、中子星或年轻恒星）的过程。当大量物质汇聚到一个中心天体周围时，常常会形成一个旋转的盘状结构，即吸积盘。在吸积盘内部，物质在引力、粘滞力和磁场的作用下，会发生复杂的动力学和辐射过程。盘中的物质会逐渐向中心天体螺旋式下落，在这个过程中，引力势能被转化为动能和热能，导致吸积盘被加热到极高的温度，并释放出大量的电磁辐射，覆盖从射电波到X射线乃至伽马射线的整个电磁频谱。吸积盘的物理性质，如温度分布、密度剖面、旋转速度以及辐射谱，都与中心天体的质量、旋转速度以及吸积率密切相关。通过观测吸积盘发出的辐射，天体物理学家可以推断出中心天体的性质，并深入了解物质在强引力场中的行为。喷流：宇宙中的定向能量释放通道伴随吸积盘而生的，往往是令人瞩目的喷流现象。在许多吸积系统中，一部分物质并没有落入中心天体，而是被以接近光速的速度，沿着吸积盘的旋转轴方向，以细长的射流形式喷射出去。这些喷流，通常被称为“相对论性喷流”，是宇宙中最具能量的现象之一。喷流的形成机制至今仍是研究的热点，但普遍认为与吸积盘中心的磁场活动紧密相关。强烈的磁场被认为能够从吸积盘或中心天体的旋转中提取能量，并将这些能量转化为驱动喷流的动能，将等离子体粒子加速到极高的能量。喷流的结构复杂，可以包含紧密的“核心”以及更广阔的“瓣”或“鞘”。它们能够将能量和粒子传播到极其遥远的宇宙空间，对周围的环境产生深远的影响，例如触发或抑制星系中的恒星形成。观测喷流的形态、速度、辐射性质及其与周围介质的相互作用，对于理解天体物理对象的活动性、能量传输过程以及宇宙大尺度结构演化至关重要。高能现象：宇宙中最剧烈的能量爆发吸积盘和喷流是产生和解释宇宙中许多高能现象的源泉。这些高能现象通常表现为短暂而剧烈的辐射爆发，其能量尺度远超我们日常所见的任何物理过程。活动星系核 (AGN)：绝大多数星系在其中心都存在一个超大质量黑洞，当物质落入这些黑洞并形成吸积盘时，会产生极其明亮的AGN。AGN是宇宙中最强大的辐射源之一，其喷流可以延伸到星系之外数十万甚至数百万光年。本课题旨在深入理解AGN的吸积过程、喷流的产生与传播，以及它们如何影响宿主星系。 X射线双星：在包含一个黑洞或中子星和一个伴星的致密双星系统中，伴星的物质被吸积到致密星上，形成吸积盘和喷流。这些系统是宇宙中重要的X射线辐射源，也是研究吸积盘和喷流物理学的天然实验室。伽马射线暴 (GRB)： GRB是宇宙中最剧烈的爆炸事件，通常由大质量恒星的引力坍缩或中子星的合并引起。这些事件会产生强大的喷流，并在遥远的宇宙中留下辐射余辉，提供宝贵的宇宙学信息。脉冲星和吸积中子星：中子星是密度极高的恒星残骸，它们强大的磁场和快速的旋转使其成为吸积和喷流现象的另一个重要场所。研究方法与前沿进展对吸积盘、喷流与高能现象的研究，依赖于多方面的先进技术和理论模型。多波段天文观测：从射电望远镜到X射线和伽马射线空间望远镜，广泛的观测设备能够捕捉到这些现象在不同波段发出的辐射，揭示其能量谱和物理过程。计算模拟：复杂的数值模拟，特别是磁流体动力学（MHD）和相对论性MHD模拟，是理解吸积盘内部物理机制、喷流形成与传播的关键工具。这些模拟能够重现观测现象，检验理论模型。理论建模：基于相对论、核物理和等离子体物理的理论框架，天体物理学家不断发展和完善模型，以解释观测数据并预测新的现象。当前的研究前沿包括：精细刻画吸积盘与喷流的连接区，理解喷流的加速机制和准直过程，探究吸积过程对黑洞质量和自旋的影响，以及利用高能现象作为探针研究宇宙的早期演化和暗物质分布。本书将引导读者踏上一段探索宇宙能量转换奥秘的旅程，从宏观的星系结构到微观的粒子相互作用，展现天体物理学在理解宇宙中最极端现象方面所取得的辉煌成就和面临的挑战。