Два модела на акреционни дискове

Модел на геометрично тънък диск (1973 г.)

Предположение: Акретиращото вещество се охлажда чрез електромагнитно лъчение, което отнася цялата енергия (топлина) освободена в следствие вискозитета (вътрешното триене) на веществото в диска. Акретиращият газ е много по-студен от локалната вириална температура и следователно веществото в диска има вертикална дебелина много по-малка от неговия радиус.

Модел ADAF (Акреционен поток доминиран от адвекция)

Ако охлаждането на акреционния поток не е ефективно, тогава част от вискозно освободената енергия се пренася заедно с акретиращия газ (адвекция) – увеличение на ентропията на акретиращия газ, който има по-висока температура (и налягане) и в резултат дебелината на диска е по-голяма. Силата на налягането става важна и променя динамиката; например въртенето на диска е с ъглова скорост по-малка от съответната Кеплерова ъглова скорост.

Сравнение между двата модела

ADAF има качествено различни свойства в сравнение със стандартните тънки акреционни дискове:

* ADAF са почти сферични (а не подобни на диск).
* ADAF се въртят много бавно (веществото има малък ъглов момент) в сравнение с Кеплеровото движение (ъглова скорост клоняща към нула при γ = ср/сv клонящо към 5/3).
* Скоростите на радиалния поток на веществото към акретиращия обект са сравними със скороста на свободно падане. В резултат – акрецията става по-бързо, отколкото от тънък диск.
* Потоците от акретиращо вещество са конвективно неустойчиви (това поне отчасти може да допринася към вискозитета на веществото).
* Може да се образуват струи (jets) и изтичане на вещество.
* По дефиниция ADAF излъчва с много по-малка ефективност отколкото тънки дискове и затова са много по-слаби за тяхната скорост на акреция (по-трудно се откриват и изследват).

ADAF има в два случая:

a) Ако скоростите на акреция са много големи, така че оптичната дълбочина на газа е много голяма и той не може да се охлажда чрез излъчване.

b) Ако скоростите на акреция са малки и оптичната дълбочина на газа е много по-малка от 1.

Разлика на ADAF при акреция върху черни дупки (ЧД) и неутронни звезди (НЗ):

* При ЧД адвектираната енергия се пренася в тях.
* При НЗ адвектираната енергия расте и се преизлъчва при повърхността на НЗ – меки рентгенови (Х-ray) фотони, които чрез обратно Комптъново разсейване могат да охлаждат акретиращия газ (част от енергията на частиците се предава на фотоните, които увеличават енергията си и газа се охлажда).
* ADAF е по-вероятен при акретиращи ЧД отколкото при НЗ.
* Ефективната температура Те при акреция върху ЧД е ≈ 10^9 -10^10 К, а при акреция при НЗ ≈ 10^8.5 -10^9 К; следователно спектрите на акретиращи ЧД трябва да бъдат по-твърди отколкото при акретиращи НЗ.

Автор: Георги Петров