类星体大气运动的混沌特征及其成因初探

类星体大气运动的混沌特征及其成因初探内容摘要：

1 1 ,1( , , ) ( | |) ,( ) ( 1 )N k N ki j j iC r d T rN k N k       ijv v23 如果我们观察到以下现象，就可以肯定利用态 空间重构和关联积分技术诊断出观测信号是混沌现 象： ● 对于一定的 d和 T满足 ● 存在一定范围内的 T ，使得 随着 d的增加 先增加，然后趋于饱和。 ● 寻找饱和嵌入维度 约为饱和关联维度 两倍时的 T值，此 T值下的 就是我 们所要求的吸引子维度   (,), cD d TC r d T rcD诊断条件 24 诊断数据的选择 ● 利用 3C273的光变数据来诊断类星体光变现象是否混沌现象 ● 在目前发现的类星体中， 3C 273光变的研究具有典型意义： 迄今为止发现的最亮的类星体 光变观测资料也较为丰富 （右图是哈勃望远镜拍摄的 3C273） 25 ● 右图是 3C 273在光学波段约 80年的光变曲线。 ● 共 292个数据点，每一个数据点代表 100天内的平均光度。 （ Kunkel， AJ， 72， 1341） 观测数据 3C 273光变现象是混沌现象的证据 26 对于一确定的延滞 T，计算不同嵌入维度下关联积分。 下图是延滞 T＝ 30时的计算结果。 数据分析（一） 27 选择一组延滞值，对每一个延滞重复上面的计算，得到 在不同的延滞下，关联维度随嵌入维度变化情况。 数据分析（二） 28 我们利用态空间重构和关联积分技术诊断出3C 273光变现象是混沌现象。 小 结 29 为什么 3C 273光变现象是混沌现象 ● 在类星体研究领域，标准黑洞－吸积盘模型在解释观测资料方面获得的巨大成功，因此这个模型常常被人们用来解释光变。 ● 根据数据分析的结果，有两种模型： 黑洞吸积盘＋随机耀斑 黑洞吸积盘＋产生各种周期运动的机制 （ 黄克谅， 《 类星体与活动星系核 》 ； Chjaa， 1， 245； ） 工作背景 30 ● 类星体 3C 273中产生混沌现象的非线性机制是 什么呢。 ● 标准的黑洞－吸积盘模型是否具有产生混沌现 象的非线性机制呢。 ● 能否利用标准的黑洞－吸积盘模型，但不添加任 何其它的机制，来构建一个光变模型，以解释 3C 273光变曲线中的混沌现象呢。 31 标准黑洞－吸积盘模型的基本物理图象 杨兰田 《 流体力学与吸积盘理论 》 32 为了避免计算复杂的流体力学方程组，我们基 于标准黑洞－吸积盘模型的基本物理图象，构建了 一个简化的黑洞－吸积盘模型。 我们期望这个模型 能产生混沌现象。 33 一、内外两层气体的厚度较 小，以至于各自内部气体的 切向速度与平均切向速度相 差不大。 气体盘的高度 H很 小，运动几乎发生在二维的 盘面内。 各种尺度的关系 是： 其中 r是 内层气体的外边界到黑洞中 心的距离， 是黑洞的半径 简化黑洞－吸积盘模型介绍 34 二、外层的平均切向速度 V 保持不变，并始终等于平均 开普勒速度，内层平均切向 速度 u受粘滞的作用发生变 化，并不等于平均开普勒速 度 U 35 三、 内层气体外边缘受外层 气。