超吸积流中新不稳定性的发现及其对伽马射线暴的启示

恒星级黑洞周围的超吸积流被认为是驱动伽马射线暴（GRBs）最可能的引擎。该吸积流在吸积率 >~ 0.003-0.01 M_sun s^{-1}（对应光度 ~10^50 erg s^{-1}）时通过中微子辐射有效冷却，而低于此速率时中微子或光子辐射均无效，因此吸积流应处于径移主导状态。我们仔细求解了从径移主导分支到中微子主导分支的转变过程，发现在半径小于 ~12R_g（R_g 为引力半径）处，面密度 - 吸积率（Sigma-Mdot）平面上的热平衡曲线斜率为负，这是粘性不稳定性的条件。我们也确认该吸积流是热稳定的。这种不稳定性的后果是吸积流中形成团块结构。这是因为面密度越大（反之越小），来自该区域的质量吸积率就越小（反之越大），从而导致密度对比度增长。团块形成的时间尺度估计短于 0.1s。我们在 GRBs 的背景下讨论了其观测意义。我们提出，这可能解释了 GRBs 瞬时辐射中观测到的大变化性的起源。