吸积盘

吸积盘是一种结构，由围绕大质量中心体进行轨道运动的扩散物质形成。 中央天体通常是一颗恒星。 摩擦、不均匀的辐照度、磁流体动力学效应和其他力会引起不稳定性，导致圆盘中的轨道物质向内螺旋向中心体移动。 重力和摩擦力压缩并升高材料的温度，导致电磁辐射的发射。 该辐射的频率范围取决于中心物体的质量。 年轻恒星和原恒星的吸积盘辐射红外线； 那些在 X 射线光谱部分中的中子星和黑洞周围。 对吸积盘振荡模式的研究被称为盘震学。

吸积盘喷流：为什么围绕某些物体的圆盘会沿其极轴喷出喷流？ 天文学家利用这些喷流来做任何事情，从消除正在形成的恒星中的角动量到使宇宙再电离，但它们的起源仍未得到很好的理解。

吸积盘是天体物理学中普遍存在的现象； 活跃的星系核、原行星盘和伽马射线暴都涉及吸积盘。 这些圆盘经常会产生来自中心物体附近的天体物理喷流。 喷流是星盘系统在不损失太多质量的情况下释放角动量的有效方式。

自然界中发现的最壮观的吸积盘是活跃的星系核和类星体的吸积盘，它们被认为是星系中心的大质量黑洞。 当物质进入吸积盘时，它会遵循一条称为趋向线的轨迹，该轨迹描述了一种向内的螺旋。 这是因为粒子在湍流中相互摩擦和弹跳，引起摩擦加热，辐射能量，降低粒子的角动量，使粒子向内漂移，驱动向内螺旋。 角动量的损失表现为速度的降低； 以较慢的速度，粒子必须采用较低的轨道。 当粒子落入这个较低的轨道时，它的一部分重力势能转化为增加的速度，粒子获得速度。 因此，尽管粒子现在比以前行进得更快，但它已经失去了能量； 但是，它失去了角动量。 随着粒子的轨道越来越近，它的速度增加，随着速度的增加，摩擦加热随着越来越多的粒子势能被辐射出去而增加； 黑洞的吸积盘足够热，可以在事件视界外发射 X 射线。 类星体的高光度被认为是气体被超大质量黑洞吸积的结果。 恒星潮汐瓦解时形成的椭圆形吸积盘在星系核和类星体中很典型。 吸积过程可以将物体质量的大约 10% 到 40% 以上转化为能量，而核聚变过程的这一比例约为 0.7%。 在紧密的双星系统中，质量较大的主成分演化得更快，当质量较小的伴星达到巨星状态并超过其洛氏瓣时，它已经变成白矮星、中子星或黑洞。 然后气流从伴星发展到主星。 角动量守恒阻止了从一颗恒星到另一颗恒星的直线流动，而是形成了一个吸积盘。

围绕金牛座 T 星或赫比格星的吸积盘被称为原行星盘，因为它们被认为是行星系统的祖先。 在这种情况下，吸积气体来自形成恒星的分子云，而不是伴星。

在 20 世纪 40 年代，模型首先源自基本的物理原理。 为了与观察结果一致，这些模型必须调用一种未知的角动量重新分配机制。 如果物质要向内下落，它不仅要失去引力能，还要失去角动量。 由于圆盘的总角动量守恒，落入中心的质量的角动量损失必须由远离中心的质量的角动量增益来补偿。 换句话说，角动量应该向外传输以使物质吸积。 其中 Ω  表示流体元素的角速度，R  表示到旋转中心的距离，吸积盘应该是层流。 这阻止了角动量传输的流体动力学机制的存在。