Similar phenomena at different scales: Black Holes, the Sun, Gamma-ray Bursts, Supernovae, Galaxies and Galaxy Clusters
许多类似的现象发生在空间和质量尺度相差许多数量级的天体物理系统中。例如，太阳、原恒星系统、伽马射线暴、中子星和黑洞X射线双星以及超大质量黑洞产生准直外流;太阳、恒星日冕、X射线双星和活动星系核产生各种耀斑;激波和粒子加速存在于超新星遗迹、伽马射线暴、星系团在这份报告中，我简要地总结了这些现象和可能的物理机制负责他们。我强调，在研究这些物理过程，特别是磁场在其中所起的作用时，把太阳作为天体物理实验室是很重要的;在所有这些系统中，磁场活动很可能支配着基本的物理过程。作为一个案例研究，我表明，从太阳耀斑，黑洞双星和伽马射线暴的X射线光变曲线表现出一个共同的非线性动力学性质的标度律，在几个数量级的强度的动态范围内，这意味着许多基本的X射线发射节点或元素是相互连接的多尺度。未来的高定时和成像分辨率太阳X射线仪器，旨在隔离和解决太阳X射线光变曲线的基本要素，可能会揭示基本的物理机制，这是在天体物理系统中常见的质量和空间尺度有很大的不同。利用太阳作为天体物理实验室，“应用太阳天体物理学”将加深我们对许多重要天体物理问题的理解。
2007-02-16 astro-ph
The Impact of Supernovae of Type Ia on Large Scales through the Secular Evolution of their Rate
一个简单的形式主义，以评估Ia型超新星对大规模天体物理问题的影响，连同分析公式的SNIa率以下的瞬时爆发的恒星形成，单和双简并SNIa祖先的模型。参数化形式主义的一些应用举例说明。特别是，它表明，目前的SNIa率测量的早期和晚期类型的星系，以及星系团中的Fe质光比，有利于双简并模型。
2004-10-07 astro-ph
Ion Heating in Collisionless Shocks in Supernovae and the Heliosphere
非碰撞激波在许多天体物理现象中起着作用，从日球层的日冕物质抛射（CME）到超新星遗迹。它们在加热和加速粒子中的作用是公认的，但离子加热的确切机制还没有得到很好的理解。两个系统，CME和超新星遗迹，进行了检查，以确定加热的重离子，因为他们通过碰撞冲击，从而提供了一个种子人口的宇宙射线加速过程。三个参数进行检查，等离子体β，马赫数的冲击和冲击的磁角。CME优先加热重离子。这与超新星的数据相反，超新星的数据显示出小于质量比例的加热。除了这些研究之外，天体物理系统中的加热还涉及中性原子。一个蒙特卡罗模型模拟了中性粒子穿过激波的过程。中性粒子可以产生冲击波的前兆，从而进一步加热等离子体。这项工作使用来自日光层的原位数据来研究天文系统，因为共同的冲击特性是远程研究冲击的磁分量的独特方式。
2005-06-14 astro-ph
Neutrinos as astrophysical probes
这些笔记的目的是提供一个简短的评论中微子天文学的主题，特别是从核心坍缩超新星的中微子。他们是针对一个好奇的读者，开始在一个多学科领域的工作，涉及实验中微子物理学，天体物理学，核物理学和粒子物理现象学。在介绍了中微子天文学的研究方法和目标之后，我们重点讨论了最有希望的中微子天体物理源之一的核塌缩超新星。第一部分几乎是以故事的形式组织的，最后一部分更具技术性。我们讨论的味道振荡的超新星中微子信号的影响（=的角度变化，由于最近的成就），并考虑一个具体的例子，详细的信号。这表明振荡的影响是重要的，但天体物理学的不确定性应被认为是正确解释未来实验数据的基本系统学。三个附录证实了文本与进一步的细节和一些基本的风味振荡，但没有尝试一个完整的书目调查（在实践中，我们选择了一些参考，我们认为是有用的“现代”介绍的主题。我们建议使用公共数据库进行论文（如SPIRES或NASA/ESO）或实验（如SPIRES或PaNAGIC）以获得更完整的信息）。
2003-11-11 astro-ph
The r-Process in Supernovae: Impact of New Microscopic Mass Formulas
$r$ -过程核的天体物理起源仍然是一个长期的谜。虽然一些天体物理学的方案显示了一些希望，许多不确定性涉及的天体物理条件和核性质远离$β$ -稳定性，阻碍了我们了解的性质的$r$ -过程。本文的目的是检验新导出的微观Hartree-Fock-Bogoliubov（HFB）质量公式对$r$过程核合成的影响，并分析在何种程度上可以得到类似太阳的$r$丰度分布.以O-Ne-Mg核坍缩瞬发爆炸的参数化模型为物理条件，用HFB-2质量公式进行了$r$过程计算，并与HFB-7和液滴型质量公式的计算结果进行了比较。由于其在富中子区域的中子幻数处的弱壳效应，微观质量公式（HFB-2和HFB-7）导致$r$ -过程峰（$A = 130$和195）附近丰度分布的扩展。虽然这种效应解决了在$A \approx 115$和140获得液滴型质量公式的大生产不足，大的偏差相比，太阳图案附近的第三个$r$过程的高峰。结果表明，太阳一样的$r$过程模式可以得到，如果传出的质量轨迹的动力学时标增加约2-3倍，或者如果$β$衰变率系统地增加相同的因素。
2004-01-21 astro-ph
Thermonuclear Supernovae
Ia型超新星（SNe Ia）在宇宙学中作为距离指标的应用要求对这些天体有一个合理的理解。近年来，天体物理学模型的蓬勃发展将Ia超新星解释为白矮星的热核爆炸。虽然其前身的演化仍不确定，但爆炸机制肯定涉及热核火焰在白矮星中的传播。三维流体动力学模拟可以研究各种各样的可能性，包括亚音速火焰传播（爆燃）、湍流加速火焰和超音速爆炸。这些可能性导致了各种各样的情况。我回顾了目前讨论的方法，并提出了一些最近的结果，从模拟的湍流爆燃模型和延迟爆轰模型。
2008-04-14 astro-ph
Approaching the dynamics of hot nucleons in supernovae
所有最近的数值模拟都同意，在9-40太阳质量的主序星质量范围内的恒星在核心坍缩和反弹后不会产生外层的快速流体动力学喷射。相反，他们认为恒星核心坍缩和超新星爆炸是动态上不同的天体物理事件，被一个至少持续约40毫秒的不引人注目的吸积阶段分开。只要中微子球保持对流稳定，爆炸动力学就由堆积在质子中子星上的撞击加热物质层中的中子、质子、电子和中微子决定。中微子输运的关键作用，在这个制度已强调在许多以前的调查。在这里，我们寻找有效的手段来解决恒星核心的崩溃和postbounce阶段的磁场和流体不稳定性的作用。
2004-08-09 astro-ph
Conservative special relativistic radiative transfer for multidimensional astrophysical simulations: motivation and elaboration
许多天体物理现象都表现出相对论性辐射流。虽然在这些系统中可能出现超过$v \sim 0.1c$的速度，但通常的做法是将辐射转移近似为$\cO(v/c)$。在中微子输运的情况下，在核心坍缩超新星，这种近似引起的轻子数转移和实验室框架的能量转移之间的不一致，这有不同的$\cO(v/c)$限制。球对称$\cO(v/c)$模拟中使用的解决方案是为了能量核算的目的而保留实验室框架能量转移方程中的$\cO(v^2/c^2)$项，这些项由$\cO(v/c)$中微子数输运方程产生。避免扩散的"额外“的$\cO(v^2/c^2)$条款在缺乏球对称性激发了一个特殊的相对论形式主义，我们展示在坐标足够一般，包括笛卡尔，球面和圆柱坐标系。
2005-10-25 astro-ph
The ignition process in type Ia supernovae: numerical simulations of core temperature perturbations
本文用流体动力学模拟研究了一颗质量为1000亿克拉塞卡的白矮星的热核逃逸过程，并由此导致Ia型超新星的爆发。通过二维数值模拟，我们研究了WD对流核中温度波动（“气泡”）的演变。我们展示了如何发生的热核失控取决于各种气泡参数。还讨论了点火过程的祖的组合物的相关性。
2007-11-13 astro-ph
Current Issues
宇宙爆炸在许多天体物理环境中被观测到。它们的规模从地球磁尾和太阳"纳米耀斑“的磁流体不稳定性到宇宙学的伽马射线暴、超新星和产生巨大类星体和射电星系的核活动的延长间隔不等。在这次研讨会上强调的爆炸地点的分析中有许多相似之处，特别是恒星日冕、吸积盘、超新星和致密物体。在这个介绍性的演讲中，讨论了一些一般性的问题，并提出了一些与各个网站有关的更具体的问题。
2000-01-28 astro-ph
Numerical Simulations of Magnetic Fields in Astrophysical Turbulence
天体物理磁场的产生和演化主要是通过湍流的作用而发生的。在许多情况下，磁场的强度足以影响湍流本身的许多重要性质。磁化湍流的数值模拟在天体物理学领域尤其具有挑战性，因为涉及高磁雷诺数，但在弱电离系统中可以避免这种困难的某些方面。
2002-02-28 astro-ph
Astrophysical Explosions Driven by a Rotating, Magnetized, Gravitating Sphere
我们提出了一个数值磁流体动力学模拟的结果，演示了一种机制，其中磁场抽头旋转能量的恒星核心和驱逐信封。我们的数值设置，旨在专注于外流机制的基本物理，由一个固体，引力球，这可能是一个紧凑的核心的恒星，包围着最初的流体静力学信封的电离气体。核心是由一个偶极磁场，也渗透到信封线程。在模拟开始时，核心开始以逃逸速度的10%旋转。磁场足够强，可以驱动磁旋转爆炸，从而将整个外壳排出，证实了分析模型的预期。此外，磁场的偶极性质导致爆炸，爆炸沿着旋转轴（喷流）和磁赤道同时增强。虽然初始条件被简化，模拟近似的情况下，可能会出现在天体物理对象，如II型超新星，伽马射线暴，和原行星状星云。
2006-06-29 astro-ph
Screw Instability of Magnetic Field and Gamma-Ray Bursts in Type Ib/C Supernovae
考虑黑洞磁层中磁场螺旋不稳定性的影响，讨论了伽马射线暴超新星（GRB-SNe）的一个玩具模型. Blandford-Znajek（BZ）工艺（以下简称SIBZ）中的螺旋不稳定性可以与磁耦合（MC）工艺（以下简称SIMC）中的螺旋不稳定性共存。结果表明，SIBZ和SIMC都不可避免地发生，前提是以下参数大于某些临界值，即，(i)BH自旋，（ii）幂律指数描述的磁场在磁盘上，和（iii）垂直高度的天体物理负载以上的赤道平面的旋转BH。几个伽玛暴的特征是很好的拟合。在我们的模型中，长伽玛暴的持续时间依赖于半张角的演化时间。一小部分能量通过BZ过程从BH中提取，为GRB提供动力，而大部分能量通过MC过程从BH中提取，为相关的超新星提供动力。此外，伽玛暴光变曲线中几十毫秒的变化时间尺度可以用两次连续的SIBZ耀斑来拟合。
2006-01-31 astro-ph
Advanced numerical methods in astrophysical fluid dynamics
计算气体动力学已成为天体物理学和宇宙学的重要研究领域。在这篇评论的第一部分中，我们打算简要描述几个在这一领域中使用的数值方法，讨论其应用范围和目前的战略转换成无条件稳定的数值方法的解决方案程序。转换的根本目的是提高数值方法的鲁棒性和统一性，从而大大扩大其应用范围。在第二部分中，Fabian Heitsch提出并讨论了时间显式MHD Boltzmann求解器的实现。
2007-12-21 astro-ph
Links Between Heavy Ion and Astrophysics
重离子实验为检验天体物理模型提供了重要数据。高密度状态方程可以在HI碰撞中探测到，并应用于核塌缩超新星中形成的热质子中子星。宇称半径实验（PREX）旨在利用宇称违反电子散射精确测量$^{208}$ Pb的中子半径。这决定了富中子物质的压力和对称能的密度依赖性。在中子星壳和超新星中，核吸引力和库仑排斥力之间的竞争可以形成奇特的形状，称为核面食。这种竞争可以用多重断裂HI反应来探测。我们使用大尺度半经典模拟来研究超新星中的非均匀富中子物质。我们发现天体物理系统中的库仑相互作用抑制了密度涨落。结果，不存在一级液汽相变。最后，低密度物质的维里展开表明，核汽相是复杂的，除了自由核子外，还含有大量的α粒子和其他轻核。
2006-02-13 astro-ph nucl-th
Cosmological and astrophysical tests of quantum gravity
在量子场论的紫外稳定不动点附近的物理学是由重整化群不变的宏观长度尺度参数化的，具有量子有效作用的关联长度$ξ,$是这个长度尺度的函数。对量子引力的数值模拟表明了这样一个不动点的存在。由于量子有效作用量只是$ξ,$的函数，宇宙常数必须是$k ξ^{-2}$，而$k$是一个纯数。高阶导数项也由这个长度尺度参数化，所以特别是有效的牛顿动力学的测试粒子修改在加速尺度的顺序$1/ξ.$因此，重整化群效应在量子引力提供了一个自然的联系与星系旋转曲线和最近的超新星观测青睐的宇宙学常数的值的现象学的加速度尺度。
1999-06-21 astro-ph hep-th
Neutrino oscillations and supernovae
在1996年的JRO奖学金研究提案（洛斯阿拉莫斯）中，作者提出，中微子振荡可能为超新星爆炸提供一种强大的间接能量传输机制。本增编的主要目的是提出该提案第1节未经编辑的相关案文。然后，我们简要地提醒，（a）早期的建议Mazurek真空中微子振荡及其相关的超新星爆炸，和（b）沃尔芬斯坦的结果抑制的影响，物质效应。我们的结论是，是否中微子振荡在超新星爆炸中发挥重要作用，应取决于是否有壳/区域的空间在恒星坍缩的物质效应发挥不重要的作用。如果在实际的天体物理情况下存在这样的区域，那么超新星爆炸的中微子振荡的最终结果将部分取决于LNSD信号是否得到证实。重要的是，读者要记住，中微子振荡形成了一组味道振荡时钟，这些时钟遭受引力红移，可能高达20%。在任何超新星爆炸的计算中，都必须充分考虑这种效应。
2004-04-02 astro-ph gr-qc hep-ph
