В статье дается подробный обзор адвекционно-доминированных дисков, а также обсуждается роль магнитных полей в дисковой аккреции.

Работа написана около 2 лет назад. Некоторую новую дискуссию можно найти в свежей короткой заметке Новака (astro-ph/0207624).

Хотя первые работы по теории аккреции появились еще до Второй Мировой Войны, там остается еще очень много неясного. Современная теория дисковой аккреции была создана 30 лет назад [ Шакура 1972, Шакура, Сюняев 1973] (вообще-то это был бы хороший повод для крупной конференции, но ...). Однако, в последние годы начали обсуждаться расширения стандартного сценария: т.н. адвекционно-доминированные и конвекционно-доминированные течения. Вопросу о переносе уголового момента в течениях последнего типа и посвящена статья.

Дается обзор по аккреции на черные дыры. В короткой заметке практически без формул даются все основные идеи. Однако, по той же причине для специалистов статья мало интересна. Очень полезна для студентов-аспирантов, и, как говорится, для "специалисто смежных специальностей".

Исследуется устойчивость дисков для параметров, применяемых при моделировании космических гамма-всплесков. Т.е. это не тесная двойная система, а быстровращающаяся черная дыра с толстым тором вокруг. Учтены эффекты ОТО. Авторы находят неустойчивость на динамическом масштабе времени.

Эта статья основана на анализе рентгеновских наблюдений близкой спиральной галактики NGC 1313 cо спутника XMM-Newton. В этой галактике наблюдаются два сверхизлучающих рентгеновских источника со светимостями (при изотропном излучении) L_X = 2.0^.10⁴⁰ эрг/с и L_X = 6.6^.10³⁹ эрг/с для источников NGC 1313 X-1 и X-2 в диапазоне 0.2-10 кэВ, соответственно (для расчета светимости расстояние до галактики считалось равным 3.7 Мпк). Спектр излучения этих источников существенно более мягкий (kT=150 эВ), чем у других кандидатов в черные дыры (где типичная температура kT=1 кэВ). Так как излучение в таких объектах идет от аккреционного диска, то полагая, что его внутренний край близок к последней устойчивой орбите (т.е. находится на расстоянии 3R_g от центра черной дыры), мы получаем спектроскопическую оценку массы объекта: M_BH=100M_o. В этом случае указанные выше значения светимостей оказываются близки к Эддингтоновским, что служит еще одним подтверждением такой оценки массы.

Что такое сверхизлучающие источники - до конца не ясно (первое, что надо понять: изотропно излучение или же коллимировано) . Поэтому любая новая информация о них представляет интерес. Так в сверхизлучающем источнике ULX M51 X-7 в галактике M51, рентгеновская светимость которого меняется в пределах L_X=10³⁹-10⁴¹ эрг/с, по наблюдениям c Chandra был найден период 2.1 часа. Авторы предполагают, что этот объект является маломассивной двойной системой, состоящей из нормальной звезды массой 0.2-0.3 M_o и компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры), а 2.1 часа - ее орбитальный период.

Еще один сверхизлучающий источник, ULX NGC 3031 X-11, в галактике M81 отождествлен в оптике (о важности подобной информации смотри здесь). Светимость этого источника в рентгене составляет L_X~2^.10³⁹ эрг/с, а в оптике на его месте мы видим массивную молодую звезду класса O8V. Вторым компонентом этой системы, по-видимому, является черная дыра с массой приблизительно равной 18 M_o.

Отечественная работа - из ФИАНа (доклад на эту тему будет сделан в конце декабря в Москве на конференции HEA-2002). Хорошо известный факт, что на расстоянии 3R_g от Шварцшильдовской черной дыры движение пробной частицы по круговой орбите становится неустойчивым и она падает на черную дыру. С частицами в аккреционном диске, внутренний край которого доходит до последней устойчивой орбиты, происходит тоже самое - они падают внутрь. Но как при этом ведет себя вертикальная структура диска внутри этой границы? Ответ, полученный авторами показан на рисунке. Граница устойчивого диска расположена слева, черная дыра - справа.

Омер Блаес - очень известный астрофизик, а, может быть, уже и классик науки. Его небольшой курс лекции посвящен теории аккреционных дисков с особым упором на процессы происходящие в ярких рентгеновских источниках, содержащих черные дыры. В курсе рассмотрены: стандартная модель Шакуры-Сюняева, формирование спектров излучения, перенос углового момента в диске, роль иррадиации (облучения диска центральным источником) и магнитогидродинамических процессов. Сложных формул курс не содержит.

Фактически это книга.Авторы подробнейшим образом разбирают, как по наблюдениям флуоресцентных линий можно проводить детальную диагностику аккрецирующих черных дыр в тесных двойных системах и в ядрах галактик.

Кейт Хорн (Keith Horne) является известным специалистом по томографии аккреционных дисков. Такой вид исследования возможен, например, в затменных двойных системах. В этой статье речь идет об исследование аккреционных потоков в активных ядрах галактик, где второго объекта нет! Здесь технология совсем другая. Исследуется "эхо" - переизлученный свет. Измеряются временные задержки, доплеровский сдвиг и т.д. Пока методика находится в стадии становления. Автор надеется, что в скором будущем она поможет узнать много нового о процессах в активных ядрах галактик.

В работе рассматривается связь между взрывами сверхновых, вращением массивных звезд (см. также выше) и гамма-всплесками. В модели коллапсара в начале из ядра массивной звезды образуется черная дыра, на которую идет мощная аккреция из очень плотного аккреционного диска. По мнения автора работы наличие таких дисков и разлияный угловой момент у разных звезд-прародителей могут объяснить некоторые пекулярные типы сверхновых, а также гамма-всплески, несопровождающиеся обычной сверхновой.

Рассчитана структура и амплитуда электромагнитных полей порождаемых вращающимся вокруг черной дыры диском с вмороженным в него магнитным полем. Вокруг диска - вакуум.

Описывается моделирования аккреции на черную дыру, в случае когда падающее вещество обладает небольшим угловым моментом. Показано, что наличие момента приводит к существенному уменьшению темпа аккреции по сравнению с формулой Бонди (от себя добавим, что это может быть важно при расчете аккреции на одиночные черные дыры, т.к. аккрецирующая межзвездная среда турбулизована).

Решать задачи аккреции непосредственно в рамках ОТО достаточно тяжело. Поэтому вместо искривленного пространства можно попытаться ввести псевдо-Ньютоновский потенциал в котором движение частиц описывается правильно. Это удается сделать невращающихся нейтронных звезд и черных дыр. Для вращающихся объектов обойтись одним потенциалом не удается. Автор подробно рассматривает как единым образом можно ввести такие потенциалы и в каких случаях данных подход работает.

Это одна из первых отечественных статей (а может быть просто первая), написанная по данным запущенного в конце 2002 годы спутника INTEGRAL. Жесткий рентгеновский IGR J16318-4848 открыт с INTEGRALa, затем его удалось обнаружить в архивных данных японского спутника ASCA (1994), но там он не был идентифицирован. Источник обладает совершенно необычными свойствами - похоже он светит через толстый слой вещества - ранее такого нигде не наблюдалось. Первая предложенная модель - аккрецирующий из звездного ветра источник в массивной двойной системе.

Большая оригинальная теоретическая работа, жестко привязанная к реальным наблюдательным данным. Рассматривается "судьба" вещества (водорода и гелия), накопившегося на поверхности нейтронной звезды в процессе аккреции. Дело в том, что в таком веществе могут начинаться термоядерные реакции. При этом наблюдается рентгеновская вспышка (источники такой активности называются "рентгеновские барстеры").