宇宙高能粒子的起源一直是非常活跃的研究主题。在天体物理源中,低能的背景热电子被各种潜在的加速机制能化到极高能量,导致的高能粒子具有较大的平均自由程而形成非热谱分布。随着卫星技术日益精进,粒子加速现象已被间接观测到,为研究粒子起源及其在各天体物理坏境中发生的物理过程奠定了基础。本论文的研究主要致力于电子如何在磁湍流中获得加速和磁化程度如何影响黑洞X射线双星中的偏振观测现象。详细阐述各种粒子的加速理论后(第二章),本论文研究了X射线双星磁化喷流环境中相对论电子的随机加速和激波加速过程(第三章)。通过比较磁化喷流在随机磁场和有序大尺度磁场间的不同特征,数值求解沿着喷流轴向的粒子输运方程。为了更好地理解以上问题,湍流磁化的X射线双星采用锥形结构,以探索相对论粒子如何在喷流中加速。我们采用有限差分方法数值求解含各种辐射冷却项的电子输运方程。借此,我们探究磁湍流程度,电子注入方式,加速区域以及各种冷却机制对加速效率的影响。主要结论:(1)喷流中的湍流磁场占主导地位时,背景热电子会被加速到相对论速度;(2)电子的有效加速依赖于磁湍流的程度,并且磁湍流的平或陡谱对相对论电子的加速有显著影响;(3)有效加速区域位于离中心黑洞的距离大于10~3R_g(R_g为引力半径)。加速机制与各种冷却机制之间的竞争决定了电子的最终能量,被加速电子谱分布相比初始谱形具有更延展的结构。第四章研究磁湍流重联加速及其磁湍流在X射线双星喷流中如何影响偏振观测。通过数值方法,首先计算了典型微类星体的光谱能量分布和偏振度,然后应用模型研究了黑洞X射线双星Cygnus X-1的偏振辐射特性。研究表明:(1)含磁湍流的模型能较好地解释Me V尾的高偏振度,并能预测高能伽马射线区的高偏振特性;(2)小尺度随机磁场对解释硬X射线和软伽马射线波段的高偏振观测具有重要意义。