近日，中国科学院云南天文台双星与变星研究团组焦承亮副研究员对光学薄径移主导吸积盘内流和外流区域中能量守恒的维持机制进行了研究。成果以“Heating or Cooling: Study of Advective Heat Transport in the Inflow and the Outflow of Optically Thin Advection-dominated Accretion Flows”为题发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。

　　光学薄径移主导吸积盘（ADAF）在解释银河系中心超大质量黑洞、低亮度活动星系核以及黑洞X射线双星的低硬态等的观测数据上发挥着重要作用。在经典模型中，这种吸积盘由于物质密度低导致辐射能力很弱，能量守恒主要靠“径移冷却”来维持。然而，径移热量输运的物理本质是当我们观察静止参考系中某一个固定区域时，流出和流入的物质所携带的熵的净差别，因此它既可以是冷却（熵减少）也可以是加热（熵增加）。同时，近些年的理论和观测研究都支持径移主导吸积盘中存在着很强的外流，而内流和外流由于径向运动方向的不同，径移很可能发挥着完全不同的作用。

　　为了深入探究同一个吸积盘中的内流和外流区域的能量守恒如何同时维持，焦承亮副研究员将熵的径移按照机制分解为了内能的径移和压强做功（压缩加热/膨胀冷却）两个部分，并进一步在球坐标系下对径向和垂向两个方向的分量进行了研究。研究发现，在通常情况下，压强做功占据主导地位，导致内流中径向上径移表现为一个加热机制，而非是经典模型中的冷却机制；在外流中则是一个冷却机制。内流中的能量守恒需要依靠垂向的径移将熵转移到外流中进行冷却。该研究结果和之前一些研究者提出的唯象模型吻合，并解释了这种机制的物理本质，将其进行了定量化。

　　该研究得到国家自然科学基金青年项目的资助。

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 图1：不同输入参数下，径移热量输运各个分量随倾角的变化。下标r和θ分别代表径向和倾角方向（垂向），下标1和2分别代表了内能的径移和压强做功两种不同的机制。这里正值代表冷却，而负值代表加热