Баннікова О. Ю. Тороїдальні структури в астрофізичних обʼєктах

Дисертація присвячена дослідженню гравітаційних властивостей, стабільності, динаміки тороїдальних структур стосовно таких астрофізичних об'єктів, як активні ядра галактик і кільцеві галактики. На підставі отриманого нового виразу для гравітаційного потенціалу тора показано, що зовнішній потенціал тора представляється потенціалом нескінченно тонкого кільця тієї ж маси аж до поверхні тора, а відмінності існують поблизу його осі симетрії та залежать від геометричного параметра. Показано в межах задачі N тіл, що самогравітуючий товстий тор в полі центральної маси залишається стабільним, а рівноважний перетин має форму овалу з гауссовим розподілом густини. Виявлено існування області некругових орбіт між окружністю Лагранжа та останньою стійкою круговою орбітою, що здатне пояснити спостережувану щілину в розподілі зоряної густини в кільцевих галактиках. Виявлено нові аспекти ролі центральної маси в стабільності самогравітуючого тора та показано, що у потенціалі тора при наявності центральної маси існують як регулярні, так і замкнені орбіти нових типів. Показана можливість формування стійкого тора Кеплера, який є узагальненням кеплерівського диска. Побудовано динамічну модель затінюючого тора в активних ядрах галактик та показано, що спостережувану динаміку в ядрі сейфертівської галактики NGC1068 можна пояснити особливостями руху хмар в торі за рахунок ефектів самогравітації. Показано, що в гравітаційно-лінзовій системі “центральна маса та тор” формується одно, два або три кільця Ейнштейна в залежності від поверхневої густини в диску. Виявлена принципова різниця між динамікою кільцевих вихорів в радіальному потоці в 2D та 3D випадках. Показано, що спіральність для вихору з закруткою (орбітальним рухом) відрізняється від відомої формули Моффата для зачеплених вихорів. На підставі отриманого аналітичного рішення задачі динаміки кільцевих вихорів в радіальному потоці у 2D та 3D випадках показано, що вихори прискорюються акреційним потоком та викидаються в протилежних напрямках.