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本文简单介绍了发电机理论(Dynamo),用平均场电动力学研究了黑洞吸积盘中大尺度磁场的起源,并用其的结果来拟合态转变观测。本文的工作主要集中于以下几个方面:
首先,我们回顾了Dynamo研究的历史,着重介绍平均场电动力学。宇宙中普遍存在着磁场,而Dynamo是当今解释磁场起源最成功的理论,这个理论把磁场的维持归结为由于导电流体相对磁力线运动而在流体中感生的电流。平均场电动力学是研究湍流中平均电磁场行为的一套理论,它把场分解为平均项和涨落项,着重研究平均项的行为。这个理论认为,只要导电流体的湍流运动是镜像不对称的,那么就能产生一沿着平均磁场方向的电流。
其次,我们把Dynamo理论用来研究天体物理系统中的磁场起源,我们主要探讨了吸积盘中大尺度磁场的起源和行为。我们简单介绍了吸积盘Dynamo的解析模型和数值模型,其中数值计算表明吸积盘中的磁场位型是一个个局域化的圆环。
最后,我们把吸积盘Dynamo的结果用来研究黑洞X射线双星的态转变。主流模型把态转变归结为吸积盘中吸积率的变化。但有些观测表明,态转变不仅仅是吸积率的函数,还受另一个物理量的控制,我们通过论证得到这第二个控制态转变的物理量就是磁场。为检验这个理论,我们用吸积盘中大尺度磁场被放大的时标成功地拟合了态转变的时标。