Моделювання нестацiонарної акрецiї для активних ядер галактик та акрецiюючих рентгенiвських подвiйних

Abstract

У роботi побудовано чисельну модель нев’язкого диска з полiтропною рiвновагою за умови сталостi питомого кутового моменту та модель сферично-симетричної акрецiї типу Бондi. Розроблено програмний код на мовi C++ на базi гiдродинамiчного коду Athena++, що реалiзує чисельнi симуляцiї моделей iз застосуванням безрозмiрних змiнних та масштабiв, релевантних для фiзичних параметрiв компактних астрофiзичних об’єктiв. Проведено чисельне моделювання нестацiонарної еволюцiї акрецiйних дискiв у спрощеннях для двох класiв об’єктiв: рентгенiвської подвiйної Cygnus X-1 та активного ядра галактики NGC 1068. Чисельно дослiджено сферично-симетричну акрецiю, отримано перехiд потоку в надзвуковий режим. Для аналiзу та вiзуалiзацiї результатiв моделювання було створено серiю скриптiв на мовi Python. Робота буде використана як основа для подальших дослiджень еволюцiї акрецiйних дискiв з урахуванням додаткових ефектiв, таких як в’язкiсть, магнiтне поле, випромiнювання та iнших.

The thesis presents a numerical model of an inviscid accretion disk in polytropic equilibrium under the assumption of constant specific angular momentum, along with a model of spherically-symmetric Bondi-type accretion. A simulation code was developed in C++ based on the Athena++ hydrodynamics framework, employing dimensionless variables and normalization scales relevant to the physical parameters of compact astrophysical objects. Time-dependent simulations of accretion disk evolution were performed for two classes of objects: the X-ray binary Cygnus X-1 and the active galactic nucleus NGC 1068. The spherical accretion model reproduces the transition to a supersonic flow regime. A series of Python scripts was developed for data analysis and visualization. The results will serve as a basis for future studies of accretion disk evolution, including additional effects such as viscosity, magnetic fields, radiation etc.