Mountains on Neutron Stars: Accreted vs. Non-Accreted crusts
本文的目的是比较两种情况的孤立的中子星，与非吸积地壳，吸积中子星，与吸积地壳，并试图估计这两个将成为一个更好的引力波源。为了做到这一点，我们必须评估地壳在这两种情况下所能承受的最大“山”。我们首先使用Ushomirsky，Cutler和Bildsten（2000）的形式主义来做这件事，发现在两种情况下最大的四极非常相似，非增生地壳支撑着一个稍大的山脉。然后，我们开发了一个扰动形式主义的问题，使我们能够放弃考林近似，并有更多的控制边界。这种形式主义的使用证实了这两种情况之间没有太大的差异，但导致的结果比我们用Ushomirsky，Cutler和Bildsten（2000）的形式主义获得的结果大约大一个数量级。
2006-09-15 astro-ph
Magnetically Driven Accretion Flows in the Kerr Metric II: Structure of the Magnetic Field
我们提出了一个详细的分析中发现的磁场结构的广义相对论三维MHD模拟的吸积环面在克尔度规与不同的黑洞自旋。分析的性质包括作为位置和黑洞自旋的函数的场强、场线的形状、它们连接不同区域的程度以及它们的缠结程度。我们调查先前的推测的磁场的结构，并讨论如何频繁地看到某些配置的模拟。我们还分析了电流密度的分布，以确定磁能量耗散的可能位置。
2003-11-21 astro-ph
Mass loss from a magnetically driven wind emitted by a disk orbiting a stellar mass black hole
宇宙伽马射线暴（以下简称伽玛暴）的来源通常被认为是一个恒星质量的黑洞从一个厚盘吸积物质。这样一个系统产生相对论风的机制仍然未知。我们在这里研究的建议之一，其中磁盘的能量是由磁场放大到非常大的值B \sim 10 ^15 G提取。利用一些非常简单的假设，我们计算沿磁场线的质量损失率，然后估计无穷远处的洛伦兹因子Γ。我们发现，只有当严格的约束场的几何形状和能量注入的条件得到满足，Γ可以达到高的值。我们讨论的背景下，不同的情况下，伽玛暴的结果。
1999-12-21 astro-ph
Special Relativistic Simulations of Magnetically-dominated Jets in Collapsing Massive Stars
我们进行了一系列的二维磁流体动力学核心坍缩模拟快速旋转和强磁化的大质量恒星。为了研究磁爆炸在较长时间内的后反弹演化特性，我们在狭义相对论的框架下发展了一个新的程序，包括一个现实的状态方程和一个多味中微子泄漏方案.我们的研究结果表明，在两种方式的磁占主导地位的射流的产生。一个是在核心反弹后立即启动，另一个是在瞬时冲击失速后$ \sim 100 $ ms启动。我们发现，激波复苏发生时，磁压力变得强大，由于场包裹，足以压倒冲压压力的吸积物质。发现磁激波复苏的临界环向磁场是喷流后$\sim 10^{15}\mathrm{G}$的普适场。我们指出，冲击波复苏前的时间差与爆炸能量有很强的相关性。我们的研究结果表明，磁优势射流伴随着磁星的形成。由于喷流具有温和的相对论性，我们推测它们可能是一些观测到的X射线闪光的起源。
2008-12-10 astro-ph
Self-Gravitating Magnetically-Supported Protostellar Disks and the Formation of Substellar Companions
在标准的图片中，孤立的低质量恒星是由强磁化分子云凝聚而成的致密核心坍缩而形成的。动态坍缩的流入捕获了核心支撑所需的近一半的临界磁通量，并将其沉积在原恒星周围的一个小区域内。以前有人认为，沉积的通量可以减缓流入，使物质沿着磁力线堆积并沉降到一个磁支撑的拱星盘中。在这里，我们表明，磁盘通常包含恒星质量的$\sim 10%$，它可以成为自引力在合理的条件下，在快速吸积，“0类”阶段的恒星形成。随后，在磁扩散的驱动下，自引力磁亚临界盘的碎片可能会产生亚恒星质量的碎片，这些碎片会坍塌形成棕矮星和可能的大质量行星。这种情况预测亚恒星物体形成在距离中心恒星100天文单位的数量级，虽然轨道演化是可能的形成后。它可以解释为什么通过直接成像在附近恒星周围发现的褐矮星同伴数量很少，但数量不断增加。相对较大的形成距离使亚恒星伴星容易受到动力学喷射的影响，特别是在双（多）系统和密集星团中。那些被喷射出来的物质可能至少部分地解释了孤立的褐矮星，也许还有自由漂浮的行星质量物体。
2002-06-30 astro-ph
Magnetically Arrested Disks and Origin of Poynting Jets: Numerical Study
利用二维和三维MHD模拟研究了在中心积累垂直磁场的吸积盘的动力学和结构。中心场可以建立到均分水平，并破坏磁层半径内的近轴对称外吸积盘，形成磁制动盘（MAD）。在MAD中，质量以不规则的密集螺旋流和垂直场的形式吸积，分裂成单独的束，穿透低密度磁岛的盘平面。吸积的质量，当螺旋向内，拖动场和扭转它周围的旋转轴，导致准直坡印廷喷流在极方向。这些喷流由吸积流提供动力，效率高达~1.5%（单位为\dot{M} c^2）。MAD中的螺旋流型主要由低方位波数m~1-5的模式控制，并且可以是出射辐射中的准周期振荡的源。MAD喷流和坡印廷喷流的形成可以很好地解释观测到的银河系黑洞双星光谱态的变化。我们的研究重点是黑洞吸积流，然而，结果也可以适用于吸积盘周围的非相对论性的对象，如年轻的恒星物体和恒星的双星系统。
2007-11-28 astro-ph
Magnetically Driven Warping, Precession and Resonances in Accretion Disks
旋转的磁化中心星（中子星、白矮星或金牛T星）上的吸积盘的内部区域受到磁转矩的作用，引起盘的翘曲和进动。这些力矩的来源在于磁盘上的（感应）表面电流和倾斜磁偶极子产生的水平磁场（平行于磁盘）之间的相互作用。在相当一般的条件下，存在磁翘曲不稳定性，其中磁矩驱动盘平面远离恒星的赤道面，朝向盘法向量垂直于自旋轴的状态。在大半径处，粘性应力倾向于抑制翘曲不稳定性，但当盘接近磁层边界时，磁矩总是占主导地位。磁力矩也驱使倾斜的内盘绕恒星自转轴逆行进动。此外，可能发生盘上的共振磁力，这可能影响盘的动力学。磁驱动的翘曲不稳定性和岁差可能与许多观测难题有关，包括：（1）吸积X射线双星的自旋演化（扭矩反转）;（2）低质量X射线双星的准周期振荡;（3）X射线双星的超轨道周期;（4）金牛T星的光度周期变化。
1999-12-27 astro-ph
On the origin of spectral states in accreting black holes
讨论了导致黑洞X射线双星在不同状态下发生康普顿化的电子分布差异的原因。我们解决了耦合动力学方程的光子和电子没有近似的相关横截面占康普顿散射，同步辐射，库仑碰撞。在没有外部软光子的情况下，即使对于纯非热电子注入，电子也可以通过同步自吸收和库仑散射有效地热化。由此产生的准热同步辐射自康普顿光谱具有非常稳定的斜率和电子温度类似的硬态的BHB。在X射线中观察到的硬光谱斜率、100 keV处的截止和MeV尾部一起需要排除磁耗散机制的低磁场。吸积盘向黑洞的运动导致较大的康普顿冷却和较低的平衡电子温度。我们的自洽模拟表明，在这种情况下，电子和光子的分布达到幂律主导的形状类似于在软态中观察到的。天鹅座X-1软态的电子分布可能需要一个强磁场，这与磁主导的日冕是一致的。
2008-12-15 astro-ph
Magnetically Arrested Disk: An Energetically Efficient Accretion Flow
本文考虑Bisnovatyi-Kogan & Ruzmaikin（1974）提出的吸积流模型，该模型已在最近的三维MHD模拟中得到证实。在该模型中，吸积气体在强极向磁场中拖曳到中心，使得累积的场在相对大的半径处破坏轴对称吸积流。在破裂半径内，气体以远小于自由落体速度的离散团块或流的形式吸积。气体的几乎全部静止质量能量以热能、辐射能和机械能/磁能的形式释放。即使对于一个不旋转的黑洞，质量转化为能量的效率也在50%或更高。因此，该模型是Geroch和Bekenstein提出的理想化发动机的实际模拟。
2003-09-26 astro-ph gr-qc
Force-Free Magnetosphere of an Accreting Kerr Black Hole
本文考虑了一个旋转Kerr黑洞的轴对称静止的无力简并磁层，它被一个薄的无限传导的Keplerian吸积盘吸积盘所包围。我专注于闭场几何与磁盘和事件视界之间的直接磁耦合。我首先提出一个简单的物理参数，说明如何黑洞的旋转限制的径向范围的力无关的链接。然后，我证实了这一结果，通过数值求解广义相对论性的力免费格拉德-Shafranov方程在磁层，使用正则性条件在内部轻圆柱体，以确定极向电流。我确实发现，只有当孔和圆盘之间的磁连接在圆盘表面上的范围有限时，才存在无力解。我画出了磁盘的这个磁连接部分的最大允许尺寸作为黑洞旋转的函数。我还计算了角动量和能量转移之间的孔和磁盘发生通过直接磁链接。我发现这两个量都增长得很快，而且随着黑洞自旋的增加，它们的沉积高度集中在盘的内边缘附近。
2005-03-23 astro-ph
Effects of Magnetic Fields on Neutrino-dominated Accretion Model for Gamma-ray Bursts
许多伽马射线暴的模型都提出了一个共同的中心引擎：一个几个太阳质量的黑洞以0.01 ~ 10 M_ \sun / s的吸积速率从盘中吸积物质。盘的内部区域被中微子辐射冷却，大量的结合能被释放出来，这可能引发火球。通过考虑磁场的影响，我们改进了中微子主导的吸积流，发现盘上的大尺度磁场可以直接提取超过一半的释放能量.结果表明，在没有磁场的情况下，盘的温度比中微子主导的吸积流略低。因此，外流是磁主导的，而不是中微子主导的。在我们的模型中，中微子机制可以为一些GRB（不是最亮的）提供燃料，但不能为X射线耀斑提供燃料。然而，磁过程（BZ和电磁光度从磁盘）是可行的机制，为大多数伽玛暴和随后的X射线耀斑。
2007-06-18 astro-ph
Magnetically Torqued Thin Accretion Disks
我们计算一个几何薄，稳定的吸积盘周围的中心旋转，磁化星的属性。假设磁层在很宽的半径范围内夹带盘。该模型被简化，我们采用两个（交替）特设的，但似是而非的，表达式的方位角分量的磁场作为径向距离的函数。我们找到了一个解决方案的角速度的配置文件趋向于共转接近中心的恒星，并顺利匹配开普勒曲线的半径处的粘性应力消失。对于我们采用的两种B场模型，这个"过渡"半径的值几乎相同。然后，我们解析地解决了中央恒星的扭矩和磁盘光度由于重力和磁力矩。当以无量纲形式表示时，所得到的量仅取决于一个参数，即过渡半径与共转半径之比。对于快速旋转的恒星，吸积盘的动力可能主要来自于中心恒星的自旋下降。这些结果与盘中的粘度处方无关。我们还解决了特殊情况下的光学厚α盘的磁盘结构。我们的结果适用于一系列的天体物理系统，包括吸积中子星，中间极性激变变量，金牛座T系统。
2007-10-01 astro-ph
Force-Free Models of Magnetically Linked Star-Disk Systems
吸积到磁化恒星上的盘发生在各种各样的天体物理背景下，从年轻的恒星到X射线恒星。恒星场和吸积物质之间的磁流体动力学相互作用可以对盘结构、盘和恒星之间的质量和角动量转移以及双极流出的产生产生强烈影响，例如，等离子射流我们研究了这种相互作用的一个关键因素-磁盘和恒星之间的相对旋转所带来的磁场配置的时间演化-使用简化的，主要是半解析的模型。我们首先讨论了由差速旋转扭曲引起的吸积盘上方日冕中磁场线的快速膨胀和张开。然后，我们考虑额外的物理效应，往往限制这种膨胀，如等离子体惯性的影响和重新连接的可能性，在磁盘的电晕，后者可能导致重复的周期的演变。我们还推导出了电阻盘存在稳态的条件，并得出结论，稳态配置是不现实的。最后，我们推广我们的分析开放的磁场线通过使用非自相似的数值模型，适用于任意旋转（例如开普勒）磁盘。
2000-11-15 astro-ph
Binary evolution and neutron stars in globular clusters
对球状星团观测的改进发现了大量的射电望远镜和X射线源。后者包括由中子星或白矮星从伴星吸积物质而成的双星、再循环双星和磁活性双星。这些来源大多来自于星团核心恒星之间的近距离相遇;磁活跃双星和一些激变变星是从原始双星演化而来的。通过近距离相遇的形成率与星团的中心密度和核心半径的比例不同，而不是单个双星被相遇扰动的概率。这在近距离接触假说的一些初步观察测试中得到了利用。在球状星团和其他星系中已经发现了吸积黑洞;在银河系星团中没有这样的黑洞与预期的小数量是一致的。
2002-10-02 astro-ph
Theory of magnetically powered jets
磁吸积物体生产的喷流理论进行了审查，重点突出的问题领域。努力显示背后的连接偶尔分歧命名在文献中，对比不同的观点有关的基本机制，并强调概念解释数值模拟的结果。讨论了磁能耗散在加速流动中的作用，以及它对解释高洛伦兹因子的重要性。准直射流所观察到的狭窄的角度进行了讨论，包括一个关键的讨论“环向应力”的作用。磁盘和外流之间的过渡是磁理论的最不了解的部分之一，它的作用，在设置风中的质量通量，在可能的调制的质量通量，并在现实中对待它的不确定性进行了讨论。目前的观点对大多数这些问题仍然受到强烈影响的限制2维（轴对称）在以前的分析和数值计算工作; 3-D效果可能是重要的建议。一个令人感兴趣的问题领域是强磁场的性质和起源，已知强磁场最好是高度有序的磁场，最适合于射流产生。这些领域的观测证据和它们的行为在数值模拟进行了讨论。我认为，存在或不存在这样的领域很可能是“第二参数”管理不仅存在的射流，但也X射线光谱和定时行为的X射线双星。
2009-09-15 astro-ph
Which jet launching mechanism(s) in TTauri stars?
目的：我们研究是否从吸积金牛座T星喷射现象可以描述只有一种类型的自准直喷流模型。方法：我们提出的分析运动学预测有效后不久，阿尔文表面的所有类型的稳定的磁自约束射流。研究结果：我们表明，扩展盘风，X风，恒星风占据不同的区域在极向速度与特定的角动量平面。与目前观测的金牛座T喷流的发射半径，磁杠杆臂的范围内产生定量的限制，并在磁盘和恒星风的特定能量输入。喷流的不对称性和磁盘磁场的起源的影响进行了概述。结论：我们认为，从吸积金牛座T星的喷射现象最有可能包括三个动力学成分：（1）外部自准直稳定盘风携带大部分的质量流量的光学喷流（如果存在），限制（2）压力驱动的日冕恒星风和（3）热的内部流的斑点零星地从磁层顶喷射。如果恒星的磁矩平行于圆盘的磁场，那么高度可变的内部流动就像“重连X风”，已经被证明可以有效地制动吸积和收缩的年轻恒星。如果磁矩是反平行的，那么很可能会发生更大的太阳日冕物质抛射。这三个组成部分的相对重要性，在所观察到的外流和盘风中所涉及的半径范围预计将随时间而变化，从嵌入源的阶段，以光学揭示金牛座T星阶段。
2006-04-04 astro-ph
Magnetically-dominated jets inside collapsing stars as a model for gamma-ray bursts and supernova explosions
磁场在大质量恒星的核塌缩爆炸中起着重要的动力学作用。特别是，它们可能是重要的伽马射线暴（GRB），其中的中央引擎是一个超吸积黑洞或毫秒磁星的情况下，Eurasar的场景。本文件的重点是磁星的情况下，特别强调磁星磁层的相互作用与恒星的信封。首先，“脉冲星在一个空腔”的问题被引入作为一个范式的磁星内的一个坍缩的明星。这个基本的等离子体物理问题的基本设置进行了描述，概述了其主要特点，并得出简单的估计演变的磁场。在坍缩恒星的背景下，有人提出，首先，下落等离子体的冲压压力作用于磁层，使磁压逐渐增加。在某些时候，不断增长的磁压力超过了气体的（下降的）冲压压力，导致磁驱动爆炸。爆炸应该是高度各向异性的，因为环向场的环向应力，由周围的恒星物质所限制，将磁主导的外流准直成两个波束磁塔射流。这创造了一个干净的狭窄通道，让能量从中央引擎通过恒星逃逸，就像伽玛射线暴所需要的那样。此外，准直爆炸阶段的延迟开始可以解释大量镍-56的产生，正如GRB-超新星连接所建议的那样。最后，对该方案的数值模拟前景进行了讨论。
2007-07-04 astro-ph physics.plasm-ph
Three Disk Oscillation Modes of Rotating Magnetized Neutron Stars
本文讨论了旋转磁化中子星周围吸积盘的三种特殊模式，这三种模式可以解释低质量X射线双星中出现的千赫兹准周期振荡（QPO）的分离现象。这些模式的存在要求吸积物质的角速度有一个最大值，并且流体在这个最大值附近处于稳定的、接近圆形的运动，而不是快速地向恒星移动或离开盘平面进入漏斗流。目前还不知道这些条件是否会发生，但我们正在探索这与三维磁流体动力学模拟，并将报告的结果在其他地方。第一种模式是一个共转模式，它是径向捕获在附近的最大磁盘旋转速率和不稳定。第二种模式，相对缓慢旋转的恒星，是一个磁驱动偏心（$m=1$）振荡的磁盘在Lindblad半径附近的磁盘旋转的最大值激发。第三种模式，有关快速旋转的恒星，是一个磁耦合偏心（$m=1$）和轴对称（$m=0$）径向磁盘扰动，其中有一个内部Lindblad半径也在附近的最大磁盘旋转。我们认为，第一个模式与较高的QPO频率，$ν_u$，第二个与较低的QPO频率，$ν_\ell =ν_u-ν_*$，第三个与较低的QPO频率，$ν_\ell=ν_u-ν_*/2$，其中$ν_*$是恒星的旋转速率。
2007-10-02 astro-ph
The lower boundary of the accretion column in magnetic cataclysmic variables
使用一个参数化的功能，在基地的后冲击区的质量损失，我们已经构建了一个配方的磁约束吸积流，避免奇点，如无限的密度，在基地与所有以前的配方。进一步考虑到从吸积的白矮星向基底输入的热量，我们也能够得到与恒星大气条件相匹配的流体动力学变量。(We然而，不对匹配执行相互一致的分析）。发射的X射线谱的变化是可以忽略的，除非在底部的质量泄漏区的厚度接近或超过后冲击区的高度的百分之一。在这种情况下，预测更高质量的白矮星的光谱将更加困难，并且与X射线数据拟合将预测比以前的公式更低的白矮星质量。
2001-05-09 astro-ph
