黑洞、超新星爆伽玛暴、星系、星系团.ppt

2005年６月３日世界物理年学术报告会：清华大学/高能所 张双南 不同尺度的同样现象：太阳、黑洞、超新星爆发、伽玛暴、星系、星系团… 张双南 清华大学物理系和天体物理中心 科学院高能所粒子天体物理重点实验室 彭桓武学长的启示 彭桓武学长在2005年4月15日在“世界物理学纪念大会”上的讲话（来源：科学时报 ） ： 物质世界虽然千变万化，但却十分真诚，“在同样条件下必然出现同样现象” 不同尺度的类似现象：太阳、黑洞、超新星爆发、伽玛暴、星系、星系团… 几种相互补充的天文学研究方法 将天体按层次分类，研究其形成和演化 行星、恒星、星系、星系团、宇宙 从物理过程出发，解释各种观测现象 辐射、粒子加速和传播、磁流体力学 从“新”分析方法出发，到处寻找新现象 图像处理、光谱分析、时－频分析 寻找和比较不同尺度天体的同样现象，研究共同的机制和过程 喷流、振荡、耀变、爆发、激波…. 天文游戏的一种可能玩法？ 太阳：距离最近的天体物理实验室 Solar atmosphere and accretion disks around BHs Heating of the solar corona Solar flare light curves Shear and twist… The Sun and other stars Stellar mass and supermassive BHs Falcke, Kording, Markoff 2004 Heating of stellar coronae 吸积盘辐射的“玩具”模型：Flares 吸积盘的x/?-射线辐射：Reconnection-Flare 观测事实：磁场能主导吸积盘冕和恒星/太阳冕加热 太阳冕加热模型：磁重联产生的Flares 吸积盘reconnection-flare模型的基本理论根据 太阳表面的剪切和扭曲容易产生Flares 吸积盘表面的差分旋转产生的“磁场转动不稳定性”是吸积盘角动量传递的主要机制(Balbus Hawley) 吸积盘reconnection-flare模型的基本预言 吸积盘的冕是盘状结构，而不是球状结构 观测的光变曲线是由Flares组成的 Evidence for dusty torus in the active galaxy Mrk231 Evidence against unification model of active galactic nuclei? 黑洞的盘冕模型（暂不考虑喷流） The inclination angle effect on type-II active galactic nuclei fraction BH spin and radio jet (Zhang, Cui Chen, ApJ, 1997) Radio quiet BH X-ray binaries Spin: ~0.0 Radio loud (superluminal jet) BH X-ray binaries Spin: ~0.93-0.95 极端自转Kerr黑洞 类星体和微类星体的统一模型 BH spin for quasars (Blandford, Livio etc.) 90% quasars are radio quiet (Schwarzschild BH) 10% quasars are radio loud (Kerr BH) Our BH spin study indicates: the BH spin scheme is true for stellar mass black holes microquasars 喷流是普遍的天文现象 Gamma-Ray Bursts (Sky and Telescope, May 2002, 32) 伽玛暴是研究高红移宇宙的探针 Basic Pictures of Magneto Hydrodynamic Jet Production Differential rotation + twisted magnetic field Supernova 1987A The triple-ring structure of Virgo Cluster: Feng, Zhang, Lou Li 2004 总结 彭桓武学长在2005年4月15日在“世界物理学纪念大会”上的讲话（来源：科学时报 ）： 物质世界虽然千变万化，但却十分真诚，“在同样条件下必然出现同样现象” 学生的应用 宇宙中虽然有不同尺度、不同类型的天体，但却十分诚实，“在同样条件下必然出现同样现象” 。 通过研究这些同样的现象，理解它们背后的共同机制。 不完全的致谢 以上我的部分工作和报告内容受益于向下列同行的请教