伽玛暴是来自宇宙学空间的一种短时标的伽玛射线突然增强的现象，它的研究已经成为当今天文学和物理学的热点之一。 普遍认为，伽玛暴可能来自中子星－黑洞合并或者大质量恒星塌缩，其结果都会形成一个旋转黑洞(Kerr 黑洞)，周围围绕一个吸积盘（或环）。如果穿过黑洞的磁场达到，则大约的黑洞旋转能可通过磁场迅速地提取出来，这个旋转黑洞可以成为驱动伽玛暴的中心发动机。 通过磁场从旋转黑洞提取能量和角动量到天体物理负载的过程称为Blandford－Znajek （BZ）过程。它原来是为了解释活动星系核（AGNs）喷流的能源机制而提出的。在这个过程中，磁场连接黑洞和天体物理负载，黑洞视界面的快速旋转带动磁场旋转，转动的磁场又把能量和角动量传递到天体物理负载区而形成喷流。MC过程是BZ过程的一个变种：在MC过程中, 磁场连接黑洞视界面和吸积盘，形成一个磁耦合系统。能量和角动量可以通过大尺度磁场在黑洞和吸积盘之间传递。当黑洞的角速度大于磁场所连接的盘的角速度时，能量和角动量从黑洞转移到盘上；反之则从盘上转移到黑洞。 BZ过程可为伽玛暴提供十分“干净”的能源，被认为是解释伽玛暴中心发动机的一种非常可能的模型。 本文对BZ过程驱动伽玛暴的模型进行了较系统的研究，其中包括： （1）研究了伽玛暴中心黑洞的演化和BZ过程的能量提取。伽玛暴中心一般是一个黑洞－暂态盘系统。我们讨论了各种参数条件下黑洞的演化特征和能量提取。发现磁力线角速度与黑洞视界面上的角速度的比值对黑洞演化和BZ过程能量提取的影响较大。当取大于的值时，BZ过程提取能量的效率更高； （2）研究了伽玛暴/超新星的能源机制。观测显示长暴（持续时间大于2s的伽玛暴）与超新星成协。我们提出了一种通过BZ和MC过程共存解释伽玛暴与超新星成协的理想模型。其中MC过程提供超新星爆发所需的动能，BZ过程提供伽玛暴所需的能量，伽玛暴的持续时间由开磁通在视界面上的半开角的演化时标决定； （3）研究了伽玛暴中心黑洞磁层的螺旋不稳定性对从黑洞提能的影响。黑洞的旋转拖动磁力线，使其既有环向分量，又有极向分量，这样的磁场位形可能发生螺旋不稳定。我们研究了MC过程螺旋不稳定发生的条件，发现只要BZ和MC过程共存，闭合磁场就会发生螺旋不稳定。这种不稳定限定了MC过程的外边界，同时使得BZ和MC过程能够提取更多黑洞的旋转能。 （4）研究了伽玛暴的快速光变。由于BZ过程中的开磁场也可能发生螺旋不稳定，我们提出通过BZ过程的螺旋不稳定解释伽玛暴快速光变的理想模型。当螺旋不稳定发生时，开磁力线的环向磁能释放，对应伽玛暴光变曲线上的一个尖峰。黑洞旋转扭转磁力线，使其反复发生螺旋不稳定从而导致伽玛暴的复杂光变。我们在磁层的子回路中引入电感, 并建立了相应的等效电路模型。螺旋不稳定性的发生使电感的磁能迅速释放，当黑洞旋转使环向磁场逐渐恢复时，电感中的磁能逐渐增加，从而导致下一次螺旋不稳定的发生，…伽玛暴的光变时标可以通过R-L等效电路的驰豫时间来估计。