Diplomarbeit
Selbstgravitierende Akkretionsscheiben: Modelle mit alpha- und beta-Viskosität
Achim Traut
Zusammenfassung:
In der Standard-Akkretionsscheibentheorie wird die Viskosität durch den sog. alpha-Ansatz
beschrieben. Dieser Ansatz kann jedoch nicht konsistent auf selbstgravitierende Akkretionsscheiben
angewendet werden. Duschl, Strittmatter und Biermann [DSB] haben als Alternative die sog.
beta-Viskosität eingeführt, die diese Inkonsistenzen beseitigt. In der vorliegenden
Arbeit wurde durch numerische Rechnungen untersucht, welche Auswirkungen die Anwendung der
beta-Viskosität auf die Struktur der Lösungen hat. Die Rechnungen bezogen sich auf
Akkretionsscheiben in Aktiven Galaktischen Kernen mit Schwarzen Löchern von 106 - 109
Sonnenmassen als Zentralobjekt und Akkretionsraten zwischen 10-2 und 10 Sonnenmassen
pro Jahr. Im Gegensatz zum alpha-Ansatz führt die beta-Viskosität nur bei den
höchsten Akkretionsraten und in relativ großem radialem Abstand vom Zentrum
(ab etwa 104 Schwarzschildradien) zu einem wesentlichen Einfluß der Selbstgravitation.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der Flächendichte der Scheiben.
In der beta-Beschreibung ist sie deutlich kleiner, was zur Folge hat, daß die Scheiben
in weiten Bereichen optisch dünn werden. Während die bolometrische Leuchtkraft von
der Viskosität unabhängig ist, ändert sich die spektrale Zusammensetzung
durchaus. Die beobachteten Emissionslinien im sichtbaren Spektralbereich und der sog.
"5µ-bump" lassen sich im beta-Modell besser erklären. Diese Ergebnisse
sprechen für den beta-Ansatz und sind Motivation für weitere Untersuchungen.
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