VHE gamma-rays From Extragalactic Large Scale Jets
讨论了FR I源大尺度河外喷流中甚高能γ射线的产生。基于最近的光学和X射线观测这些对象,我们评估它们的VHE发射的一个电子布居模型的框架。我们考虑的预测辐射,这可能提供重要的约束射流结构和一些几乎不知道的大尺度射流参数检测的可能性。
2003-06-17 astro-ph
Extragalactic Jets: Reflections on the 2007 Alaska Conference
我回顾了2007年在阿拉斯加格德伍德举行的河外喷流会议上提出的一些重要和令人兴奋的最新进展,使用R.布兰福德在会议开始时。随着一系列新的天文台的成熟和模拟达到新的复杂水平,贯穿全文的是对未来几年喷气式飞机奇妙前景的思考。
2007-12-27 astro-ph
Spine-sheath layer radiative interplay in subparsec-scale jets and the TeV emission from M87
简单的单区均匀同步辐射自康普顿模型在解释射电星系M87中观测到的TeV辐射时有严重的困难。TeV发射区的位置也不确定:它可能是靠近核的未解析喷流,类似于对耀变体的建议,或者是一个活跃的结,称为HST-1,几十秒差距。我们探讨了M87的TeV辐射产生于错位亚pc尺度喷流的可能性。我们的建模基于结构化射流,其快速脊柱被较慢的层包围。在这种情况下,负责TeV辐射发射的主要站点是层,而(去波束)脊柱占从无线电到GeV波段的发射:因此,我们预计与TeV分量的相关性比在一个区域的情况下预期的更复杂,其中两个分量都是由同一区域产生的。从小角度观察,脊柱将占主导地位的发射,与整体光谱能量分布接近BL Lac对象的同步峰值位于低能量(LBL)。
2008-01-03 astro-ph
Acceleration of UHE Cosmic Ray Particles at Relativistic Jets in Extragalactic Radio Sources
作为对“热点”激波加速的补充,讨论了河外射电源中相对论性喷流与周围介质界面处超高能宇宙线加速的机制。预计在射流侧边界处加速的粒子在最高能量处占主导地位。使用蒙特卡罗粒子模拟的截止能量附近的光谱形成建模。
1996-10-23 astro-ph
The Particle Content of Extragalactic Jets
最近的X射线和无线电数据从无线电来源的星系团被用来表明,所需的pdV工作膨胀的无线电瓣超过所有其他的能量估计推断的无线电发射。如果所需的射流能量密度具有各向同性压力,则在几乎所有情况下,射流不能被外部介质限制。这个问题可以用冷质子主导的喷流来解决,但即使在这里,相对论电子中伴随的能量密度也会导致去准直。电子-正电子喷流不能解决这个问题,除非它们以不寻常的能量分布进行高度波束化。坡印廷通量射流可能是一个可行的替代方案。
2006-05-31 astro-ph
High Energy Hadronic Acceleration in Extragalactic Radio Jets
在河外喷流的电路描述中,电流的时间变化与有限的无碰撞电导率和磁场对齐的电场$E_\parallel$有关。最大场强取决于射流磁流体发电机$E_\perp$的效率和局部转换到$E_\parallel$组件。强子喷流成分可以有效地加速在这样的领域所有沿喷流。为了估计加速喷流强子所能达到的最大能量,我们考虑了光子-π介子和对产生以及同步辐射和逆康普顿辐射的能量损失过程。事实证明,对于最强的$E_\parallel$可能的半人马座A喷流是一个最有希望的候选来源的最高能量成分的宇宙射线。
2001-06-28 astro-ph
Panchromatic Views of Large-scale Extragalactic Jets
介绍了活动星系核中伸展喷流的最新观测结果。具体来说,我们讨论了新的光谱约束启用斯皮策,最高红移(z~4)的无线电/X射线类星体喷流的研究,和一个新的VLBA检测超光速运动的M87喷流与最近的戏剧性的X射线爆发。扩展的标题,逆康普顿发射从扩展的无线电波瓣被认为是一个可测试的预测的伽玛射线发射在一个示例性的例子。简要介绍了ALMA和低频射电干涉仪未来研究的前景。
2006-12-14 astro-ph
Diffusive synchrotron radiation from extragalactic jets
在相对论喷流磁场产生的现代模型中讨论了从3C273和M87喷流的结和结间位置在UV和X射线波段观察到的非热辐射谱的平坦化。具体来说,我们明确考虑到小规模的随机磁场的影响,可能存在于这样的射流,这引起了发射的扩散同步辐射,其光谱偏离标准同步辐射光谱,特别是在高频率。在小尺度和大尺度磁场所含的能量密度相当的情况下,计算的谱与观测的谱符合得很好。这一发现的影响磁场产生,粒子加速,和射流成分进行了讨论。
2005-11-11 astro-ph
Radiative Processes In Extragalactic Large-Scale Jets
已知的河外大规模喷流约有一千个,其中几十个已被证实是红外、光学或X射线光子的来源。直接来自这些流出物的多波长发射总是非热的起源。这一事实构成了一个主要的困难,在提取未知参数的大规模射流,因为非热的无特征连续不允许推断准确地(或甚至在所有)批量速度和辐射等离子体的组成。此外,斯皮策、哈勃和钱德拉等最好的高频望远镜的角秒空间分辨率、有限的灵敏度和狭窄的能带,排除了对所讨论物体的光谱和形态特性的精确限制。然而,新的多波长观测大大丰富了我们对河外大规模喷流的知识,在许多方面,然而,通过挑战以前的预测和期望。在这篇简短的文章中,我将集中讨论以下问题:通过分析所讨论的物体的宽带发射,关于粒子加速过程的作用,以及关于射流内部参数,可以学到什么。
2005-09-22 astro-ph
What can we learn about extragalactic radio jets from X-ray data?
本文综述了与河外射电喷流和热点有关的分辨X射线发射的现状。对于任何特定的喷流,首要的问题是决定X射线是来自同步加速器过程还是来自逆康普顿散射。有相当多的证据支持FRI星系喷流中的结的同步辐射。对于FRII终端热点检测到的X射线波段,同步辐射自康普顿发射继续提供可行的模型与一个可能的例外(到目前为止)。逆康普顿散射的光子的宇宙微波背景表示为几个强大的喷流,并预计将是一个重要的贡献者,如果不是占主导地位的机制,更高的红移对象。模型的应用通常会产生物理参数,在许多情况下,这些参数包括多普勒增强因子。
2003-02-13 astro-ph
Orientation effects on bent extragalactic jets
通过一系列的流体动力学模拟,我们研究了几个参数的变化如何影响河外喷流和致密的星系间云碰撞的结果。我们已经制作了合成的无线电图像,以便与观测结果进行比较。这些表明,各种各样的结构可以产生简单的喷云碰撞。为了产生可观察到的弯曲,需要中等的马赫数和密度差。我们调查的效果,从不同的角度来看,这样的来源的外观。
2000-10-05 astro-ph
The Apparent "Angular Size - Frequency" Dependence in ~3000 Parsec-scale Extragalactic Jets
VLBI可见度函数振幅的上包络线通常代表河外射电源最紧凑的结构模式,特别是“核心喷流”形态。通过将包络线拟合到一个圆形高斯模型中,在~3000秒差距尺度的核心喷流结构中,我们发现,表观角尺寸显示出显着的幂律依赖于观测频率(幂指数n = -0.95 pm 0.37)。这种依赖性很可能是由非均匀射流中的同步自吸收引起的,而不是自由-自由吸收(n = -2.5),也不是简单的散射展宽(n leq-2)。
2008-11-18 astro-ph
Supermassive Binaries and Extragalactic Jets
一些类星体显示出多普勒频移的宽发射线峰值。我给出了这些峰值发生的新的统计数据,并表明,虽然最壮观的情况是在类星体中有强烈的射电喷流倾向于视线,但它们在射电宁静类星体中也几乎同样常见。回顾了峰的起源理论,认为位移峰最有可能是由超大质量双星模型产生的。3C 390.3型天体中的峰的分离与类星体活动的方向相关的“统一模型”一致。如果超大质量双星模型是正确的,那么“喷流集合”(显示喷流的天体)的所有成员都可能是双星。
1996-05-29 astro-ph
Hydrodynamic Interactions of Relativistic Extragalactic Jets with Dense Clouds
我们研究了相对论河外喷流与两相环境介质的三维流体动力学相互作用。这些射流通过密度更高的均匀气体传播,然后撞击密度比初始光束密度高100至1000倍的云。云的密度差对射流偏转角的影响大于射流束流的马赫数。具有低相对论性束流马赫数的相对论性喷流在穿过稠密云后最终会发生轻微弯曲;然而,在高相对论性束流马赫数喷流与云的相互作用中,我们还没有看到永久弯曲的结构。相对论性喷流对稠密云的撞击并不一定会完全破坏云,而且云体的大部分可以作为一个连贯的团块而存在。这种云耐久性的增强部分是由于我们考虑的离轴碰撞的几何影响,也产生于通过相对论射流的开尔文-亥姆霍兹不稳定性的云碎片化的较低速率。为了将我们的模拟结果与观测到的河外射电喷流进行比较,我们计算了不同视角下同步辐射的近似表面分布。这些表面强度图显示,相对论性喷流与云层相互作用可以产生同步辐射结,类似于在许多VLBI尺度的射电源中观察到的结构。我们发现,同步辐射急剧增加的时刻的影响和发射峰值之前,喷流通过云。
2006-10-16 astro-ph
Acceleration of UHE Cosmic Ray Particles at Relativistic Jets in Extragalactic Radio Sources
作为对“热点”激波加速的补充,讨论了河外射电源中超高能宇宙线加速的机制,该机制位于相对论性喷流与周围介质的界面处。由于穿过速度的切向不连续性,粒子可以获得与激波穿过处的能量增益相当的能量。然而,在喷流侧边界处加速的粒子谱预计比在激波处形成的粒子谱要平坦得多。由于这一事实,在边界处加速的粒子可以在最高能量处支配整个光谱。在河外喷流终端激波的特征条件下,该机制自然地为粒子提供了约10^20 eV的E,并符合效率要求。用蒙特卡罗粒子模拟方法模拟了激波加速度和切向不连续加速度共同作用下截止能量附近的谱形成过程。它证实了能量上限可以超过冲击加速度估计。
1998-03-25 astro-ph
Multifrequency Radiation of Extragalactic Large-Scale Jets
大规模的河外喷流被观测到从活动星系核延伸出几千秒差距到几百千秒差距,现在人们在电磁波谱的频率上研究了几十年,从无线电直到(可能)TeV伽马射线。在数百个已知的射电喷流中,只有大约25个在光学频率上被观测到。它们大多数都相对较短和微弱,只有少数例外,如3C 273或M 87,允许进行详细的光谱和形态学研究。有些令人惊讶的是,大规模的喷流在X射线中非常突出。到目前为止,在1 - 10 keV的能量范围内探测到了大约25个喷流,尽管这种发射的性质仍在争论中。在一般情况下,光学和X射线喷流观测所考虑的对象的标准辐射模型提出了严重的问题。最近对M 87的TeV观测表明,在这些高能量下,它的扩展喷流有可能产生大的光子通量。在本文中,我们总结了大尺度喷流的多波长发射的信息,我们指出了几个标准的喷流辐射模型的修改(与相对论的整体速度,射流径向分层和粒子的散射沿射流的所有方式),这可能会解释一些上述令人困惑的意见。我们还评论所讨论的对象的γ射线发射。
2004-02-22 astro-ph
Understanding the Chandra detected X-ray emission of the knots and hot spots of powerful extragalactic jets
我在这里提出了一个简短的个人意见,我们的理解钱德拉探测到的结和热点的强大的Fanaroff Fanarley(FR)II射电星系和类星体的背景下,轻子模型。对结和热点的观测强烈地表明,这些强源中的喷流在大尺度上保持着它们的相对论速度,一直到热点。类星体和FR II射电星系结的辐射机制是相对论性流在宇宙微波背景(CMB)外的康普顿散射(EC),而热点的辐射机制是相对论性流在减速流中的康普顿散射(UC)。
2003-10-09 astro-ph
Diffusive shock acceleration in extragalactic jets
我们计算了相对论电子在激波中的分布随时间的演化,包括同步辐射和绝热过程以及类费米加速。激波是由喷流中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性引起的。激波的形成和粒子的加速处理在一个自洽的方式通过一个数值流体代码。我们表明,在我们的模型中的相对论粒子的数量是保守的演化过程中,不需要进一步注入超热粒子后,最初的。从我们的计算中,我们得到的预测值和趋势的数量,如光谱指数和截止频率,可以与观测比较。
1999-06-28 astro-ph
Bulk Comptonization of the Cosmic Microwave Background by Extragalactic Jets as a Probe of their Matter Content
我们提出了一种方法来估计的组成,即轻子和质子的相对量,河外喷流表现出X射线亮节在其kpc尺度的射流。该方法依赖于测量,或设置上限,宇宙微波背景(CMB)辐射的组成部分,是批量康普顿冷电子在相对论流动射流。这些测量,以及对宽带结发射的建模,限制了喷流的体积洛伦兹因子,可以估算出质子和轻子携带的喷流功率。我们提供了一个显式计算的整体康普顿化(BC)CMB组件的光谱,并将这些结果应用到PKS 0637- 752和3C 273,两个超光速类星体Chandra检测到的大尺度喷流。使这些源特别适合于这样的过程的是在“桥”中没有显著的非热喷流发射,“桥”是核心和第一个明亮的喷流结之间的区域,这保证了大多数电子在那里是冷的,留下BC散射的CMB辐射作为该区域中唯一重要的光子源。在λ =3.6-8.0微米处,最有可能观察到BC散射CMB发射的波段,斯皮策角分辨率(~ 1“-3)比这些喷流的”桥“(~ 10”)小得多,使得测量和分辨这种发射成为可能。
2005-02-09 astro-ph
New prediction of extragalactic GeV gamma-ray emission from radio lobes of young AGN jets
我们提出了年轻活动星系核喷流射电叶GeV $γ$射线辐射的新预测。在Kino等人(2007)的先前工作中,在没有冷却的情况下,从年轻的茧/射电瓣预测了MeV $γ$射线韧致辐射发射。在这项研究中,我们包括韧致辐射和绝热损失的冷却效果。我们用观测到的年轻射电瓣确定初始条件,求解一组描述扩展瓣演化的方程。然后我们发现这些波瓣的初始电子温度为$\sim$ GeV,通过绝热损耗冷却到$\sim$ MeV。相应地,叶最初产生明亮的韧致辐射亮度在$\sim$ GeV范围内,他们淡出。我们估计这些$γ$射线的排放,并表明,附近的年轻的射电瓣可以检测到费米伽玛射线太空望远镜。
2009-02-06 astro-ph
A Jet Model of the Galactic Center Nonthermal Radio Filaments
在恒星形成区的原恒星源负责驱动喷流的流速范围在300和400公里秒$^{-1}$。这类射流由高度准直的流出物组成,其中包括热结,其数密度估计大于其周围介质的数密度。另一方面,河外FR I喷流由低马赫数的轻流体组成,当磁化喷流辐射非热辐射时,轻流体穿过致密介质。原恒星和河外喷流都被认为是由吸积盘发射的。在这里,我们考虑一个喷流模型,其中共同的特点,原恒星和河外喷流被用来解释在银河系中心区域的非热灯丝的起源。我们认为,这些灯丝是类似于FR I河外源,但在恒星形成区域的嵌入式年轻恒星或恒星群发射。
2004-03-09 astro-ph
X-ray Emission Processes in Extragalactic Jets, Lobes and Hot Spots
本文对射电喷流、瓣和热点的X射线发射过程作了简要的评述。逆康普顿散射模型中可能的光子包括射电同步辐射本身(即同步辐射自康普顿[SSC]发射)、宇宙微波背景(CMB)、星系星光和活动核辐射。已从一些热点检测到SSC排放。预计CMB的散射将占主导地位的喷流(和可能的热点)进行批量相对论运动接近的方向对观察者。活动星系核的红外辐射散射应该可以从射电瓣观测到,特别是当它们靠近活动星系核的时候。同步辐射在一些源中被探测到,最著名的是M87的喷流。我简要地讨论了为什么不同的热点发射X射线的不同的发射机制和同步辐射光谱的性质。
2003-01-07 astro-ph
Time-dependent magnetohydrodynamic self-similar extragalactic jets
河外喷流被可视化为动态的爆发事件的时间相关的磁流体动力学(MHD)方程模拟。喷流结构是通过二维轴对称球几何中的时间自相似解得到的。二维磁场在有限等离子体压力区或有限$β$区中求解,并且由等离子体压力起本征值作用的方程描述。这允许在空间中的磁瓣的结构,其中极轴瓣在强度上强烈地达到峰值,并且与其他瓣相比在角展度上准直。由于这个原因,极瓣与其他瓣重叠,在极方向自然产生喷流结构。此外,在空间中的每个磁瓣内,存在具有沿着该主瓣嵌入的闭合二维场线的小的次级区域。在这些嵌入的磁环中,等离子体压力和质量密度相应地高得多。这些被称为次级类质体团。这些次级等离子体团中的磁场线以交替顺序循环,使得相邻等离子体团具有相反的场线。特别是,沿着极地主瓣,这种周期性的等离子体团结构恰好与射电观测相兼容,其中高射电强度的岛屿被映射。
2007-10-24 astro-ph
Extragalactic jets with helical magnetic fields: relativistic MHD simulations
河外喷流被认为是动力学上重要的、有组织的磁场的港湾,这些磁场可能有助于相对论性喷流的准直。在这里,我们探索网格自适应,高分辨率的数值模拟的AGN喷流的形态遍布螺旋场和流动拓扑结构。我们集中在形态特征的弓形激波和射流束后面的马赫盘,为各种射流洛伦兹因子和磁场螺旋。研究了螺旋磁场对射流束在过密外部介质中传输的影响。我们使用的AMRVAC代码,采用一种新的混合块为基础的AMR策略,计算理想的等离子体动力学在狭义相对论。束流磁场的螺旋度被有效地沿束流向下传输,在对角内部交叉激波之间的压缩区显示出更强的环向场区域。与被茧包围的等效低相对论性射流相比,高速射流在主要由环向场填充的涡流回流中仅表现出局部的强环向场区域。我们发现一个更极向,直场层,压缩之间的射流束和回流的证据。该层减小了回流对射流束的不稳定影响。在所有情况下,射流束包含丰富的交叉激波图案,部分动能通过交叉激波图案转移。对于这里考虑的高速参考射流,只有在超过${\cal O}(100 R_j)$的距离之外才会发生显著的射流减速,因为轴向流可以在下游重新加速到内部交叉激波。这种再加速是由磁场辅助的,因为磁场压缩了内部的激波,使气流收缩。
2008-02-14 astro-ph
Collimation of extragalactic radio jets in compact steep spectrum and larger sources
我们研究了准直的射电喷流在高光度Fanaroff-莱利II类源通过检查的依赖关系的热点和节点的大小在射电喷流的整体大小的对象的样本紧凑的陡谱或CSS和较大尺寸的对象。这些物体的整体尺寸范围很广,从大约50 pc到近1 Mpc。在CSS阶段,热点的平均大小随着源的大小而增加,通常取为约20 kpc,并且对于较大的源,这种关系是稳定的。在紧凑的节点的大小以及较大的来源是符合这一趋势。我们将讨论这些趋势可能带来的影响。我们发现,对于大多数不对称的天体,当热点与核的距离比r_d > 2时,靠近核或核组分的热点往往更紧凑。这些高度不对称的源总是CSS对象,并且它们在热点尺寸比-分离比图中的位置可能是由于它们在不对称环境中的演化。我们还认为,一些源,特别是较低的光度,表现出的准直的相反方向的射电喷流的不对称性。
1999-10-05 astro-ph
Relativistic particle transport in extragalactic jets: I. Coupling MHD and kinetic theory
采用随机微分方程耦合的多维磁流体动力学(MHD)模拟方法研究了复杂天体物理流场中粒子的加速和输运问题。数值方案允许调查的冲击加速,绝热和辐射损失,以及在各种扩散制度的扩散空间传输。首先讨论了不同的制度和MHD代码的空间分辨率的适用性的天体物理学的SDES。然后,该程序被应用到2.5维MHD-ESTA模拟千秒差距尺度河外喷流。通过将越来越多的影响:冲击加速,空间相关的扩散系数和同步辐射损失的能力,重现的扩散-对流方程的电子的解析解进行测试。在Kelvin-Helmholtz不稳定性的发展过程中,SDES被证明是有效的,在各种冲击配置发生在内部射流。强的单次和多次冲击加速度,包括现实的空间传输的快照中的粒子加速度处理。在混沌磁扩散区,$0.2-0.3$周围的湍流能级$η_T=<δB^2>/(B^2+<δB^2>)$是最有效的,使粒子达到最高的能量。的频谱,从100兆电子伏延伸到几个TeV(或甚至100 TeV的快速流动),不表现出幂律形状,由于横向动量依赖逃逸。在这个范围之外,限制不是那么有效,并且光谱截止值超过几百GeV,质疑钱德拉观测到的X射线结是同步辐射。扩展到全时依赖模拟的X射线河外喷流进行了讨论。
2003-03-26 astro-ph
Simulations of Relativistic Extragalactic Jets
我们描述了一种方法的相对论欧拉方程的数值解,我们已经发现是强大的和有效的,这使我们能够模拟相对论射流。该技术采用了求解器的Godunov型,与近似解的局部黎曼问题,适用于实验室框架变量。洛伦兹变换提供了所需的估计波的速度等,这是适用于自适应网格细化算法的框架内,使我们能够执行高分辨率,2-D模拟与适度的计算资源。我们提出的非相对论,和相对论($γ=5$和$10$)运行的结果,绝热指数的$5/3$和$4/3$。我们发现在所有的情况下,相同的总体形态,但相对论运行表现出很小的不稳定性和不太明确的结构内部的喷流:这可能解释(相对较慢)BL~ Lac和(较快)类星体之间的差异。我们发现,绝热指数的选择,使一个小的,但明显的差异的冲击射流和周围介质的结构。
1994-06-13 astro-ph
Witnessing the gradual slow-down of powerful extragalactic jets: The X-ray -- optical -- radio connection
探测到的类星体喷流的一个令人困惑的特征是,它们的X射线发射沿着喷流比它们的射电发射减少得更快,导致向外增加的射电与X射线的比率。在某些辐射源中,这种行为是如此极端,以至于无线电发射峰值明显位于X射线的下游。考虑到X射线的逆康普顿性质和同步加速器无线电发射归因于喷流非热电子分布中大致相同的电子,这是一种相当出乎意料的行为。在这份说明中,我们表明,这种形态的行为可以从相对论性流动的逐渐减速,并在不同波长的峰值发射的偏移进行这种减速的印记。这一观点与另一个最近的发现是一致的,即为强大的射电星系和类星体的终端热点提供能量的喷流仍然是相对论性的,具有洛伦兹因子$Γ\sim 2-3$。从这些考虑中得出的强力喷流的运动学图像是,当它们从Kpc尺度逐渐减速到热点时,它们仍然保持相对论性,在那里,在与星系际介质的最后碰撞中,它们迅速减速到热点前进速度的亚相对论速度。
2004-02-12 astro-ph
Extragalactic jets: a new perspective
耀变体喷流所携带的能量与其吸积盘所产生的光度相比是很大的,并且可能是以正常电子-质子等离子体的动能的形式存在。坡印廷通量是适度的,这是由不显眼的同步加速器光度相比,高能量(硬X射线和伽马射线),假设是由逆康普顿过程产生的建议。提出喷流功率及其辐射的谱能量分布与黑洞质量M和吸积率dot M有关。这对应于一个新的“耀变体序列”,它基于M和点M,而不是仅仅基于观测到的耀变体光度。一旦AGILE,特别是GLAST卫星的观测,加上来自Swift的光学/X射线波段的信息,将允许对数百个blazar的整个SED的了解,这些想法就可以很容易地进行测试。
2008-07-16 astro-ph
A Magnetically-Switched, Rotating Black Hole Model For the Production of Extragalactic Radio Jets and the Fanaroff and Riley Class Division
本文提出了一个模型,其中Fanaroff和Riley I类和II类河外喷流都是由旋转黑洞能层中磁化的吸积盘日冕产生的。虽然喷流是在吸积盘本身中产生的,但输出功率仍然是黑洞角动量的增函数。对于足够高的自旋,黑洞触发磁开关,产生高度相对论性的动能主导的喷流,而不是坡印廷通量主导的低自旋喷流。在观测到的FR突变功率下触发开关所需的日冕质量密度相当小($\sim 10^{-15} g cm^{-3}$),这意味着喷流物质的来源可能是一对等离子体或非常稀薄的电子-质子日冕,而不是主要的吸积盘本身。该模型解释了FR I和II源之间的形态和马赫数的差异,以及观察到的大质量星系在更高的射电功率下经历FR I/II转变的趋势。它也是一致的扩展的无线电波瓣的能量含量,并解释了为什么,因为黑洞自旋下降,FR II源的空间密度应该比FR I源更迅速地演变。如果本模型是正确的,那么由FR I形态(而不是光度)区分的源中的秒差距尺度喷流的总体平均速率应该明显慢于FR II形态的源。该模型还表明,存在一个人口的高红移,亚mJy FR I和II无线电源与螺旋或前螺旋星系,爆发一次时,他们的黑洞形成,但从来没有再次点燃合并。
1999-07-30 astro-ph
X-ray Emission from Extragalactic Jets
这篇评论的重点是银河系外喷流的X射线发射过程的尺度可分辨的亚弧秒分辨率的钱德拉X射线天文台。全文共分四个部分。引言一章回顾了经典的问题,射流,以及那些直接与X射线发射。在本节中,我们将讨论低功率射电源与高功率射电源和类星体的二元论;同步加速器模型与逆康普顿模型;以及负责接收辐射的相对论等离子体与负责将能量传输到喷流的介质之间的区别。第二部分收集了目前探测到的X射线喷流的观测和推断参数,并试图将它们的相对大小和光度放在透视图中。在第三部分中,我们首先给出相关的射电和光学喷流特征,然后研究X射线数据的细节以及它们如何与各种喷流属性相关。最后一节是专门的两个非热发射过程的批评,并在我们的理解射流的进展前景。
2006-07-11 astro-ph
Cosmic Radio Jets
河外射电源,包括类星体,现在通常被理解为是由一对几乎对称的,方向相反的相对论喷流产生的。虽然这些来源中的一些跨越百万秒差距,因此是宇宙中最大的物理连接结构,但现在已经在所有尺度上发现了被识别为喷流的发射区域,这些喷流似乎是大多数(也许是所有)类型的活动星系核(AGN)的共同元素。我们首先总结了不同类别的宇宙射电喷流的关键观测结果,并描述了它们是如何联系在一起的。简要介绍了河外喷流发射和传播的理论模型。所有这些模型都假设磁化等离子体从超大质量黑洞附近喷出,而磁化等离子体通常只占吸积气体的一小部分。相关物理的极端复杂性,要求数值模拟研究非线性影响的稳定性的传播射流,并从这些努力的一些最近的结果进行了总结。
2001-03-01 astro-ph
Probing parsec scale jets in AGN with geodetic VLBI
我们报告的一个长期的VLBI项目RDV(研究与发展- VLBA)的框架内,同时观察到的活动星系核的图像正在进行的努力,该项目于1994年开始,旨在观察紧凑的河外射电源的天体测量/大地测量模式。对明亮的河外源的观测每两个月进行一次,每年最多六次,所有10个甚长基线望远镜和最多9个额外的(大地和甚高频)射电望远镜都参加了观测。本文分析了370个类星体、BL湖和射电星系的单历元观测结果。我们讨论了VLBI核心的性质(通量密度、大小、亮温)、核心和喷流的光谱特性、喷流亮温的演化。
2008-12-25 astro-ph
Physical mechanisms that shape the morphologies of extragalactic jets
本文提出了五种分析方法,以揭示射流速度沿射流方向衰减的规律。前两个简单的模型检查在牛顿或斯托克阻力的存在下速度的变化。从分析的观点(第三种模型)求解了代表沿金字塔扇形动量守恒的方程。总动量通量守恒的应用使我们能够推导出星系的速度作为经典速度(第四模型)和相对论速度(第五模型)的时间函数。沿喷流速度的变化结合喷流进动速度,星系的旋转速度,星系的分散速度在集群中的适当的组合物,使我们能够跟踪的头-尾射电源的几何图案。应用开发的理论/代码的射电星系NGC1265,NGC4061,NGC326,和天鹅座A给出了中央星系的近似色散速度在垂直于喷流的方向。从头-尾过渡到经典的双射电星系作为增加喷流的机械功率的函数。
2006-10-13 astro-ph
X-Raying the MOJAVE Sample of Compact Extragalactic Radio Jets
MOJAVE样本是第一个大型无线电选择,VLBI监测AGN样本,完整的X射线光谱信息正在收集中。我们报告斯威夫特调查观测的状态,补充现有的档案X射线数据在0.3-10千电子伏,并在紫外线与其XRT和UVOT仪器。在北半球的天空中,这133个射电最亮的活动星系核中的许多都是第一次在这些能量下被观测到的。这些和补充的其他多波长观测提供了大量的射电选择活动星系核的统计样本,其光谱能量分布是从射电到伽马射线波长测量的,可在2008年GLAST操作开始时获得。在这里,我们报告的X射线光谱特性的36个这些以前未观察到的MOJAVE源。此外,BAT仪器在硬X射线波段探测到的MOJAVE源的数量正在增加:我们报告用BAT探测到五个新的耀变体。
2007-04-11 astro-ph
Large scale extragalactic jets powered by very-high energy gamma rays
负责大规模喷流的非热同步辐射的放射性镓和类星体的电子的辐射冷却,需要准连续的(在时间和空间)生产的相对论电子在整个超过100 kpc的规模超过喷流。虽然在大规模喷流的标准范例中,这意味着电子的原位加速,但在这封信中,我们提出了这些电子的一个主要不同的"非加速“起源,假设它们通过从中心物体注入喷流的极高能量伽马射线引发的电磁级联的有效发展而在喷流的整个长度上实现。这种方案提供了一种自然和非常经济的方式来为喷气机提供动力,使其达到100 kpc及更远的距离。
2002-07-05 astro-ph hep-ph
Relativistic Beaming and the Intrinsic Properties of Extragalactic Radio Jets
本文研究了射束射电喷流的观测量视横向速度和视光度(beta_app,L)与内禀量洛伦兹因子和内禀光度(gamma,L_o)之间的关系。从测量值到本征值的反演不是唯一的,但可以使用概率参数找到gamma和L_o的近似极限。在通量密度有限的束流样本中,大约一半的源的γ值接近测量的beta_app。这些方法应用于1994-2002年期间用15 GHz的VLBA产生的119个AGN喷流的观测。这些结果有力地支持了河外射电喷流的相对论射束模型。(beta_app,L)数据与理论包络密切相关,即gamma=32,L_o= 10^25 W/Hz时的纵横比曲线。这给出了样品中伽马和L_o的最大值的限制:伽马_max约为32,L_o,max约为10^26 W/Hz。没有观察到具有高beta_app和低L两者的源。这不是由于观测极限(通量密度S>0.5 Jy,角速度mu<4 mas/yr)造成的选择效应的结果。许多最快的类星体的模式洛伦兹因子gamma_p接近光束的gamma_b,但一些慢的类星体的gamma_p必须<<gamma_b。样本中的10个星系中有3个具有超光速特征,速度可达beta_app约6。其他人最多是温和的相对论。这些星系不是强大类星体的离轴版本,但天鹅座A可能是个例外。
2006-11-20 astro-ph
Does the plasma composition affect the long term evolution of relativistic jets?
我们研究了河外喷流的物质含量对其形态、动力学和发射特性的影响。为此目的,我们考虑喷流的组成极其不同,包括纯轻子和重子等离子体。我们的工作是基于二维相对论流体动力学模拟的长期演变的强大的河外喷流传播到一个均匀的环境。模拟中使用的状态方程考虑了电子、质子和电子-正电子对的任意混合。使用流体动力学模型,我们还计算了合成的无线电地图和热韧致辐射的X射线发射从他们的腔。虽然有大约三个数量级的差异,在由模拟的喷气膨胀的空腔的温度,我们发现,无论是形态和动力学行为几乎是独立的假设组成的射流。它们的演变分为两个不同的时期。在第一个过程中,多维效应是不重要的,射流以弹道方式传播。第二时期开始于当第一较大涡流在喷射头附近产生时,导致射束截面增加并且喷射减速。茧和空洞的演化符合一个简单的理论模型。在千秒差距尺度上,光束速度是相对论性的($Γ\simeq 4$),这支持了这样一种观点,即几个河外喷流的X射线发射可能是由于相对论性增强的CMB光子。所有模型的射电辐射都是由热点的贡献决定的。所有模型都表现出与最近的观测一致的腔内部的X射线表面亮度的抑郁症。
2002-11-07 astro-ph
Can X-Ray Jets Be Cosmic Beacons?
如果从任何河外射电喷流观测到的X射线是由于宇宙微波背景(CMB)辐射上的逆康普顿散射,那么在更遥远的宇宙中的任何地方都可以以相同的表面亮度探测到这样的源。钱德拉的观测意味着这样的系统确实存在,因此将作为宇宙观测到它们形成时的红移。
2001-10-19 astro-ph
3D Hydrodynamic Simulations of Relativistic Extragalactic Jets
我们描述了一个新的数值三维相对论流体动力学代码,验证测试的结果,并与早期,二维研究的比较。该3D代码已用于研究相对论流动的偏转和旋进。我们发现,即使是相当快的射流(伽玛~10)可以显着影响撞击上的倾斜密度梯度,表现出旋转的马赫盘在射流的头部。流动通过一个潜在的强大的,倾斜的内激波弯曲,这是由于它的茧不对称扰动的流动。在极端的情况下,这个茧可以形成一个与喷流正交的相对论性流动,导致大规模的动力学,这与通常与天体物理喷流有关的动力学完全不同。对伽马=5的气流进行大幅度进动(半角11.25 dg)的探索表明,对于几乎50个射流半径,它保持了其完整性,洛伦兹因子和动量通量略有减少,但此后,准直气流被破坏。流动近似于弹道,速度矢量与局部射流“壁”不一致。我们考虑了每种情况下气流发射率的简单估算值,并得出结论:a)虽然斜向内激波对偏转气流方向的微小变化有影响,但对全球动力学的影响很小,(2-3倍)可能与这些区域有关;以及b)在旋进射流的情况下静止帧发射率和多普勒增强的卷积总是导致核心射流状结构,但是,喷流中的强度波动不能仅仅与内部条件的变化或多普勒增强有关,而通常是两种因素的组合。
2002-02-21 astro-ph
The radio flaring behaviour of GRO J1655-40: an analogy with extragalactic radio sources?
在射频下,目前微类星体与类星体之间联系的证据是基于成像观测,显示在这两类天体中都发现了相对论性外流/喷流。一些微类星体也显示出超光速运动,进一步加强了微类星体实际上是类星体的银河微缩模型的观点。在这里,我们证明,这种连接可以扩展到包括定时和光谱观测。我们的论点是基于银河系超光速源GRO J1655-40和河外源(如blazar 3C 273)的射电耀斑行为中发现的惊人相似性。我们发现,GRO J1655-40的可变性可以解释的框架内的成功的广义冲击模型的紧凑的无线电源,其中的无线电发射产生的相对论射流中的冲击等离子体。具体地说,多频耀斑的振幅,时间延迟和无线电偏振位置角的测量是一致的,该模型的增长阶段的预测。
2003-02-25 astro-ph
Extended Extragalactic Radio Emission
简要回顾了扩展射电辐射及其与母星系性质的关系。讨论了我们目前对绝对射电与光学光度、射电形态和线性尺度之间关系的认识。以M87为例,讨论了射电喷流对稠密星系团核的影响。最后讨论了活动星系核与高红移恒星爆发星系的关系。
2000-06-11 astro-ph
Asymmetries in Powerful Extragalactic Radio Sources
本文综述了河外双叶射电源所表现出的一些显著的不对称性的背景和当前的观点,特别注意其中一些报道的相互关系。我们的目标是特别强调一些较少讨论的方面有关的无线电波瓣和热点的任何相对论光束的影响是温和的比那些强加在喷流。这些特征的各种属性,如它们的几何形状、强度、光谱和偏振,为射电星系和类星体的模型以及试图统一它们的理论提供了重要的基础。这些约束是尖锐的,通过利用与强大的射电源,包括巨大的莱曼α发射晕与他们相关的扩展的光学发射线区域的不对称性。我们认为,高度扩展磁盘的尘埃气体物质,这也可能是宇宙细丝的一部分,周围的宿主星系的射电源可能持有的关键,了解相关的无线电-光学不对称性,也许也是去极化不对称的双射电瓣。我们还讨论了在神秘的类星体3C 273,其整个无线电发射观察到的只有一个方面的核的极端类型的不对称性的性质和可能的影响。在这种情况下,理论上的情况下,生产的单面射流也简要叙述。从观测到的扩展射电喷流的片面性,即使在“弱头类星体”的线索,我们还提出了一个方案的后期演化阶段的双射电源。最后,我们列出的关键问题,有关射电源的不对称性,仍然需要最终的答案。(节录)
2004-10-13 astro-ph
Constraining the Parameters of AGN Jets - Comparisons with Herbig-Haro Jets
比较活动星系核和赫比格-哈罗喷流的性质,对于理解在这种不同环境中传播的准直外流中起作用的物理机制是一个有用的练习。在Herbig-Haro喷流的情况下,光谱中发射线的存在和观测技术的不断发展极大地有利于我们对喷流物理参数的了解,而对于AGN喷流,约束喷流参数的过程受到来自这些物体的非热发射性质的阻碍。我将讨论如何不能直接约束河外喷流的基本参数的观测,但必须处理和解释的数据,无论是通过统计手段或通过比较观察到的和模拟的形态,以获得一些迹象,这些参数的值。
2003-01-09 astro-ph
Blazars: Clues to jet physics
耀变体主要由排列的相对论喷流的非热辐射控制,它使我们能够阐明河外喷流的物理学,以及最终如何从中心黑洞中提取能量。从射电到伽玛射线的光谱能量分布、它们随光度的变化趋势以及相关的多频变异性提供了有关喷流结构的重要信息。由于耀变体喷流对所有射电强(也可能是射电静)活动星系核有着广泛的意义,我们还需要了解它们的环核结构,特别是亚pc尺度上高度电离气体的物理和动力学条件的细节,这可能与喷流的形成和辐射功率直接相关。最终,耀变体提供的大量信息将帮助我们澄清射电大声/射电安静AGN二分法的起源,这是河外天体物理学最突出的开放问题之一。
1998-11-10 astro-ph
An optical counterjet in 3C66B?
本文介绍了加拿大-法国-夏威夷望远镜3C 66 B在I滤光片上的长曝光观测。减去银河系背景后,在反喷流一侧的光发射被检测到,速度为10节,与射电反喷流一致。它们的射电-光学光谱指数(0.5- 0.6)是河外喷流中典型的同步辐射,因此这些结可能是射电反喷流的光学对应物。如果这一点得到证实,3C 66 B将是第一个双面河外光学喷流。光学反喷流也会比从相对论光束解释两个喷流之间的亮度不对称所预测的更亮。因此,这将证明两种射流的辐射特性本质上是不同的。或者,这些结可能与反喷无关。但在这种情况下,光学反喷流似乎比相对论性光束解释所预期的要微弱,这也有利于内在的不对称性。此外,在喷流中还发现了两个新的光学元件。
1996-10-31 astro-ph
Reconnecting Magnetic Flux Tubes as a Source of In Situ Acceleration in Extragalactic Radio Sources
许多扩展的河外射电源需要一个本地{ \it在原位\/}加速机制的电子,部分原因是同步加速器的寿命短于整体旅行时间在整个发射区。如果这些源中的磁场局限于通量管中,则在等离子体$\be$(粒子与磁压力的比率)$<<1$的区域之间可能发生重连,即使在等离子体体积上平均的$β$可能是$\gsim 1$。低$β$区的重联对重联激波的加速最为有利。重联X点区域可以提供注入电子,使其随后的非热冲击加速到与观察到的谱合理一致的分布。因此,通量管重连可能能够提供大尺度射流和波瓣所需的$in\ situ$加速。
1995-12-03 astro-ph
Understanding Blazar Jets Through Their Multifrequency Emission
耀变体主要由来自相对论性喷流的非热辐射(同步辐射和逆康普顿辐射)所控制,为研究河外喷流的结构和辐射过程提供了重要线索。关键的信息是由耀变体的光谱能量分布,从无线电到伽马射线(GeV和TeV能量),它们的趋势与热光度,以及它们相关的变化特性。这篇评论的重点是最近的多波长监测确认和候选TeV耀变体和约束,他们提供的发射粒子的辐射特性。我还提出了最近的观察新发现的类“蓝色类星体”和当前耀变体的统一计划的影响。
1999-12-07 astro-ph
Dynamics and Structure of Three-Dimensional Poloidally Magnetized Supermagnetosonic Jets
对磁化射流进行了三维MHD模拟。射流包含一个均分的主要极向磁场和射流密度对射流动力学和结构的影响进行了评估。喷流在原点进动,激发Kelvin-Helmholtz不稳定螺旋模式。我们广泛比较这些模拟与线性稳定性理论的结构。相对于外部介质而言密度较高的射流形成了一个高速核心,核心周围是一个密度较低的鞘,鞘由较慢移动的射流流体组成。这些模拟表明,延伸的河外喷流传播到如此大的距离,因为它们被密度小于喷流密度的叶或茧包围。(摘要摘要)
1997-03-16 astro-ph
Observations and Simulations of Relativistic Jets
VLBI阵列最近的改进提供了相对论喷流的发射和磁场结构的信息,包括河外和银河系(微类星体),具有前所未有的空间和时间分辨率。这些观测结果揭示了支配喷流演化的流体动力学过程的重要性,这可以通过最近开发的随时间变化的相对论流体动力学模型来研究。从这些流体动力学模型的非热排放的计算,并与实际来源的比较,被证明是最强大的工具,在这些射流中发生的物理过程的理解之一。本文回顾了最近的一些观测结果,以及用于解释它们的数值模型。
2001-09-24 astro-ph
Structures Produced by the Collision of Extragalactic Jets with Dense Clouds
通过一系列的流体动力学模拟,我们研究了几个参数如何影响河外喷流与致密的星系际云碰撞的结果。这种碰撞经常被用来解释某些射电喷流的扭曲结构。然而,对这一机制的理论研究在它是否能实际重现观察结果的问题上存在冲突。这些参数是马赫数,以及射流和云与周围介质的相对密度。使用一个简单的处方,我们已经产生了合成的无线电图像与观察比较。这些表明,各种各样的结构可以产生简单的喷云碰撞。我们用几个例子来说明这一点,并在一个案例中检查细节。在大多数情况下,我们看不到明显的、持续的偏转。轻型飞机完全被打乱了。最强大的喷流在撞击时产生一个热点,它的亮度超过任何喷流的发射,并且过快地侵蚀云而不形成偏转臂。看来,需要中等的马赫数和密度差才能在射电结构中产生弯曲。这解释了理论研究之间的明显冲突,因为结论是基于这些参数的不同值。在周围介质中产生的激波,可能可解释地再现观测到的延长发射线区域与射电轴的对准。
1999-04-01 astro-ph physics.comp-ph physics.flu-dyn
Large scale jets in AGN: multiwavelength mapping
大规模河外喷流的X射线辐射可能是由于相对论粒子从宇宙微波背景场和耀变体核的种子光子上的逆康普顿散射。如果等离子体以高度相对论速度移动,并且如果喷流与视线对齐,即在强大的平坦射电频谱类星体中,则第一个过程主导了观察到的大尺度喷流的高能量发射。当等离子体以适度的相对论速度运动时,第二个过程是相关的,并且可以在未对准的源(即射电星系)中主导高能发射。我们表明,这种情况下,令人满意的解释钱德拉探测到的光谱能量分布从喷流和核心的PKS 0637-752。
2000-10-25 astro-ph
Current Problems for X-ray Emission from Radio Jets
列出了已知的河外射电喷流,它们也有相关的X射线发射。本文回顾了产生X射线的正则发射过程,并根据我们目前的理解对X射线源进行了分类。虽然X射线发射是非热的,但两个相互竞争的过程,同步加速器和逆康普顿发射,来自极高能量(同步加速器)或极低能量(IC发射的光束模型),相对论电子。只有来自少数热点的同步加速器自康普顿发射提供了关于负责观察到的无线电发射的电子的“正常”能量范围的信息。
2000-12-17 astro-ph
What ignites optical jets?
比较了射电星系和类星体在有和没有光学喷流或X射线喷流的情况下的性质。到目前为止,大多数已经探测到高频发射的喷流(13个光学发射,11个X射线发射,13个两者都有)都与任何给定红移的最强大的射电源有关。结果发现,光学/X射线喷流源比河外射电源的平均人口更强烈的光束。这表明,到目前为止,从喷流的光发射的检测或未检测到的表面亮度选择效应,而不是由喷流物理学主导。这意味着光学喷流比目前认识到的要普遍得多。
2003-01-08 astro-ph