Note：ADAF模型在低光度活動星系核中的應用

低光度活動星系核的吸積盤模型：

根據星系的活躍度，可以將星系分為明亮的活動星系核、低光度活動星系核（本文的重點）和寧靜星系（如我們銀河系）。而目前的理論認為任何星系的中心都存在著一個超大質量黑洞，這些黑洞作為星系的引擎，必然要吸積周圍的氣體。

帕爾瑪巡天的結果顯示低光度活動星系核非常普遍的存在於鄰近星系中，鄰近星系約40%都是低光度活動星系核。

低光度活動星系核的主要觀測特徵是：

1. 熱光度比較低。典型的熱光度值 ，比塞弗特星系（有一個小而亮的恆星狀的核，大多數沒有完整的旋臂，核的光譜中有正常星系的光譜中看不到的高激發、高電離的氣體發射線和一些禁線，且光度較強）的光度低 個量級。這是由於吸積率較低且吸積流的輻射效率小於標準薄盤。
2. 譜能量分布以及鐵發射線不同於一般活動星系核。明亮的活動星系核在光學、紫外波段都存在著著名的「大藍包」（藍光波段處的明顯隆起），而從低光度活動星系核的譜中我們沒有看到「大藍包」，但是在中紅外波段存在著極大。由於「大藍包」通常被認為是由標準薄盤內區的輻射造成的，所以「大藍包」不存在也意味著標準薄盤在低光度活動星系核中不存在或者被截斷。
3. 雙峰巴爾末線。低光度活動星系核中經常發現具有雙峰結構的發射線。擬合這些線要求吸積盤的內半徑的值必須很大，這也印證了標準薄盤存在截斷的理論。

目前大家公認的低光度活動星系核的標準模型如封面圖所示，在距離黑洞較遠的地方存在著標準薄盤，標準薄盤在某一半徑處被截斷，或者說發生了躍遷。從截斷半徑或者躍遷半徑以內一直到黑洞視界都是熱吸積流，即ADAF模型或者LHAF模型，而在熱吸積流內部存在著噴流。

從觀測得到的數據可以推測，躍遷半徑的值與吸積率相關，吸積率越高對應的躍遷半徑就越小。一般來說，在這一模型中，低光度活動星系核的X射線輻射是由內區的熱吸積流通過康普頓化過程實現的，光學和紫外波段的輻射則主要來源於標準薄盤中的黑體輻射，而射電輻射則主要來源於噴流產生的同步輻射。

目前ADAF模型已經被廣泛用於解釋低光度活動星系核，包括低光度活動星系核NGC1097、低光度活動星系核M81、橢圓星系、FRIs（Fararoff-Riley I型射電星系）、XBONG（X-ray Bright Optically Normal Galaxy）、Blazars（耀變體）以及部分塞弗特星系。

噴流與低光度活動星系核：

對於低光度活動星系核我們還有很多問題沒有解決，比如為什麼低光度活動星系核通常是射電噪的而明亮的活動星系核通常射電寧靜。目前的理論認為這個情況顯然與噴流的形成機制密切相關。

由於低光度活動星系核中存在著明亮的活動星系核中幾乎沒有的熱吸積流，而熱吸積流必然伴隨著噴流的產生，所以很有可能熱吸積流有利於形成噴流。

另一個問題是噴流的輻射機制對觀測到的輻射譜的貢獻。我們目前只知道噴流是射電輻射產生的原因，但還不知道噴流的其他作用。我們可以設想，如果有比較大的一部分吸積流都進入噴流，而且噴流的輻射效率很高，由於ADAF的輻射效率很低，那麼很有可能整個波段的輻射都是由噴流而不是吸積流主導的。

標準薄盤與ADAF的躍遷機制：

在封面圖片所示的吸積盤結構中，存在著一個重要的問題--標準薄盤如何躍遷到ADAF？

目前主要理論有三種：

1. 薄盤蒸發模型。在這一模型中，薄盤存在熱冕，熱冕由ADAF模型描述。由於熱冕和冷盤之間存在著熱傳導，那麼薄盤中的冷物質會通過蒸發過程轉化成氣體進入冕中。當吸積率小於蒸發率的時候，薄盤就會變成熱冕。
2. 湍動能量傳輸。這個模型考慮了通常會被忽略的徑向上的湍動能流。這一能流正比於熵梯度，形式上與對流相似，但具體的物理性質目前還不清楚。根據相關計算結果，我們發現當湍動能流超過某一閾值時，這一機制可以使標準薄盤躍遷為ADAF。
3. 輻射壓的不穩定性。當吸積率高於某個值時，由於標準薄盤的內區是輻射壓主導的，這時的吸積盤是熱不穩定的，這種不穩定性也許會導致躍遷的發生。

薄盤蒸發模型和湍動能量傳輸模型都認為躍遷可以發生在很大的吸積率範圍內，而且吸積率越大，躍遷半徑越小。這也符合觀測數據。

參考文獻：

[1]. Yuan F, Narayan R. Hot Accretion Flows Around Black Holes[J]. Annual Review of Astronomy & Astrophysics, 2014.52:529-588.

[2]. 向守平. 天體物理概論[M]. 中國科學技術大學出版社, 2008.