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
Searching For Helical Magnetic Fields in Active Galactic Nuclei
在此之前,Gabuzda、Murray和Cronin(2004年)的多波长(2cm、4cm和6cm)偏振研究显示,在几个BL Lac天体的秒差距尺度喷流中存在系统性的法拉第旋转梯度,这被解释为螺旋磁场(B)的证据-梯度被认为是由于喷流中视线B场的系统性变化。在这里,我们提出了新的结果为8个额外的BL Lac对象的秒差距尺度的法拉第旋转分布,偏振数据的基础上获得的甚长基线阵列(VLBA)在两个波长附近的2cm,4cm和6cm波段。所有这些源的旋转测量(RM)图显示了穿过它们的喷流的梯度,正如预期的那样,如果这些喷流具有螺旋B场。在几个震源的岩芯中也检测到这种梯度。这提供了证据表明,这些梯度存在于射流的可感知区域中,并且不是孤立的现象。我们还观察到逆转RM梯度的核心区域相比,在射流中的梯度在至少三个来源。
2007-08-02 astro-ph
Magnetic Field Effects on the Head Structure of Protostellar Jets
本文给出了超磁声、过密、辐射冷却射流的三维SPMHD数值模拟结果。两个初始的磁配置被认为是:(i)一个螺旋和(ii)一个纵向场。我们发现,磁场对辐射冷却射流的动力学和结构有重要影响,特别是在头部。螺旋形场的存在抑制了cluerical结构的形成,该结构被发现在纯流体动力学射流的头部发展。另一方面,嵌入在纵向磁场中的冷却射流在其头部保持团块状形态。这种破碎的结构类似于在HH喷流的弓形激波后面的HH物体中通常观察到的多节图案。这表明,一个强大的(均分)螺旋磁场配置被排除在喷头。因此,如果存在强磁场,它们在这些区域中可能主要是纵向的。在这两种磁配置中,我们发现茧的围压能够激发短波长MHD K-H箍缩模式,驱动低振幅的内部冲击沿梁。然而,这些冲击并不强烈,它们可能在HH喷流中观察到的亮结的形成中只起次要作用。
1997-09-10 astro-ph
Magnetic fields in jets: ordered or disordered?
相对论性喷流的磁场的有序度问题对于理解它们的产生是很重要的。矢量有序(例如螺旋)和无序但各向异性的场都可以产生观察到的高偏振度。我们概述了我们的模型的喷流在FR I射电星系减速相对论流。然后,我们提出了从不同的场配置的同步辐射的理论计算,并将它们与观察到的FR I射流的发射进行比较。我们发现,大规模的螺旋场(具有显着的极向和环向分量)是不一致的观测。一个有序的环形和无序的极向分量的组合与我们的数据是一致的,因为是一个完全无序的字段。喷流还必须包含小的,但大量的径向场。
2006-01-16 astro-ph
On the Dynamics and Structure of Three-Dimensional Trans-Alfvenic Jets
对强磁化“轻”锥形射流进行了三维磁流体动力学模拟。对近极向和螺旋磁场的亚阿尔夫文流到超阿尔夫文流的转变进行了研究。如果喷流在其内部的大部分是亚阿尔夫文型的,那么喷流对于不对称的喷流畸变模式是稳定的,但是当它们平均变成超阿尔夫文型时,它们会迅速不稳定。喷流在原点进动,由此产生的小振幅方位角运动沿着喷流传递到阿尔文点,在阿尔文点处,喷流耦合到缓慢移动和快速增长的螺旋扭曲。显著的射流旋转可以通过增加射流和外部介质之间的速度剪切而导致不稳定。不稳定伴随着大量的夹带,并且随着夹带更致密的外部材料,射流显著减慢。同步辐射强度图像令人满意地揭示了大规模的螺旋结构,但有困难区分一个大幅度的椭圆射流扭曲,出现在一个明显的捏强度图像。较小尺度的喷流畸变在强度图像中没有清楚地显示出来,这主要是由于伴随着不稳定和增长的畸变的相对较小的总压变化。由于强有序磁场,分数极化很高,除非强度图像表明通过扭曲结构的积分消除了极化矢量。
1999-06-30 astro-ph
Simulations of Relativistic Jets with GENESIS
利用多维相对论流体动力学程序GENESIS对相对论射流进行了{ \it 3D}模拟。我们研究了注入速度场的微小扰动对轴对称相对论射流形态动力学的影响。
1999-10-26 astro-ph
Distribution of Faraday Rotation Measure in Jets from Active Galactic Nuclei I. Prediction from our Sweeping Magnetic Twist Model
利用我们的“扫描磁扭曲模型”对活动星系核喷流进行MHD模拟的数值结果,计算了法拉第旋转测度(FRM)和斯托克斯参数,并与观测结果进行了比较。我们提出FRM分布可以用来讨论喷流周围磁场的三维结构,以及由Stokes参数导出的投影磁场。本文假设活动星系核喷流的基本直线部分,并采用轴对称模拟数据。我们得到的FRM分布在喷流轴上有一个总的梯度趋势,这是由于吸积盘旋转产生的螺旋磁场的环向分量。在某些活动星系核喷流中实际观测到了这种梯度分布(如Asada等,2002),这表明喷流周围存在螺旋磁场,从而支持了我们的MHD模型。在这一成功之后,我们现在将我们的数值观测扩展到射流的摆动部分,使用基于我们的模型的三维模拟数据在下面的论文中。
2003-09-23 astro-ph
Formation of relativistic jets by collapsing stars to black holes
形成的相对论性喷流在坍缩恒星的磁层被认为是。这些喷流将形成于坍缩恒星磁层的极帽中,在坍缩过程中,恒星磁场在极帽中增强,带电粒子被加速。喷射流将产生非热辐射。对坍缩过程中恒星磁层中粒子的动力学和发射的分析表明,坍缩恒星可以通过强大的相对论喷流源来实现。
2007-03-12 astro-ph
3D Structures on Relativistic Jets
总结了定常相对论射流中螺旋扭曲简正波结构的性质。波的速度是波长的函数,并且小于喷射速度。然而,简正模干涉可以导致稳态和超光速相位效应。本文利用轴对称相对论射流数值模拟提出的最大压力脉动准则,求出了最大非对称射流畸变和速度脉动。周期性的横向速度波动可以导致相对论波束角量级的流动方向的变化。由于螺旋结构围绕射流束扭曲,所产生的多普勒增强因子的变化可能导致显著的亮度不对称。随着射流密度、洛伦兹因子或马赫数的增加,这些结构的生长减少。最大喷流畸变随着洛伦兹因子的增加而减少,这表明质量夹带或其他影响射电源形态发展的非线性破坏性过程减少。
1999-09-03 astro-ph
Large-Scale, Decelerating, Relativistic X-ray Jets from the Microquasar XTE J1550-654
我们在X射线和无线电波段发现了来自微类星体XTE J1550-654的大尺度运动喷流。从黑洞附近喷射出的等离子体以相对论速度运行了至少四年。我们提出了在相对论性喷流中逐渐减速的直接证据。的宽带光谱的喷气机是一致的同步辐射从高能量(高达10 TeV)粒子加速在冲击波内形成的相对论喷出物或相互作用的射流与星际介质。XTE J1550-654提供了一个独特的机会来研究相对论性喷流的动力学演化的时间尺度上的活动星系核喷气机无法达到的,与我们的理解相对论性喷流从银河系X射线双星和活动星系核的影响。
2002-10-10 astro-ph
Extragalactic Relativistic Jets and Nuclear Regions in Galaxies
过去几年,人们越来越广泛地认识到星系核中相对论性外流(喷流)的普遍性,这使得喷流成为研究星系核区域物理的有效工具。本文简要介绍了几个具有显著外流的活动星系中喷流和核区的研究结果。
2006-06-08 astro-ph
Doppler Boosting and Deboosting Effects in the Forward Relativistic Jets of AGNs and GRBs
反相对论喷流中存在多普勒减助推效应已被广泛接受。然而,人们往往忽略了另一个重要的事实,即多普勒助推和多普勒减推效应都可能发生在前向相对论喷流中。这种效应可能被用来解释一些奇怪的现象,如活动星系核内外喷流之间的不可见间隙,以及伽玛暴光变曲线中快速的初始衰变和重新增亮的凸起。
2006-10-15 astro-ph
Radio Circular Polarization Produced in Helical Magnetic Fields in Eight Active Galactic Nuclei
Homan & Lister(2006)最近发表了MOJAVE样本中34个天体的圆偏振(CP)探测结果,MOJAVE样本是一组明亮、紧凑的活动星系核,由15 GHz的甚长基线阵列监测。我们报告的15-GHz秒差距尺度CP在两个AGN(3C 345和2231+114)的检测,并确认MOJAVE检测CP在1633+382。通常认为,产生这种CP的最可能的机制是线偏振到CP的法拉第转换。螺旋射流磁场(B场)几何形状可以促进这一过程-来自射流远侧的线性偏振发射在朝向观察者的途中穿过射流前侧的磁化等离子体时被转换为CP。在这种情况下,所产生的CP的符号基本上由螺旋B场的螺距角和螺旋度确定。我们已经确定的螺距角制度和螺旋度的螺旋喷流B领域的8个活动星系核的秒差距尺度CP已被检测到,并使用它们来预测预期的CP符号,这些活动星系核,如果CP是通过转换产生在这些螺旋领域。我们得到了有趣的结果,我们的预测符合观察到的迹象,在所有八种情况下,提供的纵向B场分量的喷流对应的南磁极。这种明显的非随机模式表明,在活动星系核中观测到的CP与螺旋喷流B场的存在直接相关。这些结果表明螺旋B场在活动星系核喷流中是普遍存在的。
2007-11-28 astro-ph
Relativistic Jets from X-ray binaries
在这篇评论中,我总结了观测研究X射线双星相对论喷流的现状,特别强调了四个方面:(一)喷流的相对论性如何?(ii)光盘:喷流耦合,(iii)基本平坦光谱成分的性质,以及(iv)黑洞喷流与中子星喷流之间的关系。我试图讨论我们(有限的)物理理解的程度,并指出对各种现象进行相关的新观察测试的方法。
1999-07-05 astro-ph
A Helical Magnetic Field in the Jet of 3C 273
在法拉第旋转测度和内禀偏振角两个方面都揭示了新的特征,表明在明亮的活动星系核3C 273的喷流中存在螺旋磁场。磁流体力学模型认为螺旋场与射流的形成和准直有关。RM的分布示出了相对于射流轴的系统梯度,这是螺旋磁场所期望的。此外,螺旋场可以一致地解释两种类型的投影磁场的方向:平行和垂直于射流轴。此外,如果螺旋形磁场是由吸积盘旋转产生的初始磁场卷起而产生的,那么我们就可以唯一地确定吸积盘旋转的方向,因为喷流正在接近我们。
2002-05-29 astro-ph
Polarization and structure of relativistic parsec-scale AGN jets
本文研究了在大尺度螺旋磁场作用下,相对论运动的正负电子喷流发射的光学薄同步辐射的偏振特性。在我们的模型中,射流是圆柱形的,发射等离子体平行于射流轴移动的特征洛伦兹因子$Γ$。我们提请注意的强烈影响,大量的相对论运动的发射相对论粒子上观察到的偏振。我们认为大尺度磁场可以解释秒差距尺度活动星系核喷流的显著偏振特性。由于典型的偏振度是$\leq 15%$,喷流的发射部分必须具有可比较的静止坐标系环向场和极向场。在这种情况下,大多数相对论性喷流强烈地受到观测者坐标系中的环形磁场分量$B_ϕ/B_z \sim Γ$的支配。我们还讨论了相对论活动星系核喷流可能是电磁(坡印廷通量)主导的可能性。在这种情况下,环形磁场的耗散(而不是流体冲击)可能是粒子加速的原因。
2004-06-06 astro-ph
Three dimensional magnetic field structure of six parsec-scale active galactic nuclei jets
利用VLBA在2006年7月2日进行的多频(4.6- 43 GHz)偏振观测,研究了6颗耀变体的秒差距尺度法拉第旋转测度(RM)分布。RM的分析提供了视线(LoS)磁场分量的方向,以及天空平面上的固有2-D偏振分布。我们的结果表明,核RM的幅度随频率系统地增加,并很好地描述了幂律,其中|RM_{core}| \propto a.我们的测量值的$a$从0.9到3.8不等,提供的信息,假设幂律下降的电子密度与距离的中央引擎为每个源。RM梯度被检测到跨射流的三个源,支持螺旋磁场的存在下,在鞘或边界层周围的射流。我们发现一个双峰分布的内在射流极化方向,对齐或正交的射流方向。螺旋磁场的几何形状可以巧妙地解释这两个双模型分布的射流极化方向和有序的极化结构上检测到这些尺度。在一半的来源,我们发现,核心RM的变化与中央引擎的距离的标志。我们提供了一个解释,通过考虑法拉第旋转材料螺纹的螺旋磁场,在相对论性喷流或加速/减速流的弯曲引起的变化,占主导地位的LoS组件的磁场,这反过来又引起了不同的迹象RM的边界层。(节略)
2009-02-11 astro-ph
Relativistic Jets from Accretion Disks
观测到的许多致密吸积物体发出的喷流可能是由于穿过差动旋转的吸积盘的磁场的扭曲而产生的,该磁场的作用是从吸积盘磁性地提取角动量和能量。已经讨论了两个主要的制度,磁流体射流,它具有显着的质量通量,并具有能量和角动量进行的物质和电磁场和,坡印亭射流,其中的质量通量是小的和能量和角动量进行主要由电磁场。在这里,我们描述了最近的理论工作的形成相对论坡印亭喷流从磁化吸积盘。此外,我们描述了新的相对论,全电磁,粒子在细胞模拟形成的射流从吸积盘。模拟Z箍缩实验可能有助于理解天体物理喷流的起源。
2004-09-17 astro-ph
Helical motion and the origin of QPO in blazar-type sources
最近对耀变体源的观测和分析提供了强有力的证据:(i)在它们的光变曲线中存在显著的周期性;(ii)在它们的射电喷流中出现螺旋轨迹。在周期性是由沿着螺旋喷流路径的差分多普勒增强效应引起的情况下,这两个事实可能会自然地联系在一起。在这里,我们讨论了四种可能的驱动机制的螺旋轨迹的发生:在一个双系统的轨道运动,牛顿驱动的喷流进动,内部喷流旋转和沿全球螺旋磁场的运动。我们指出,对于非弹道螺旋运动的观察周期可能会出现强烈缩短,由于经典的旅行时间效应。最后,讨论了Mkn~501、OJ 287和AO 0235+16的上述驱动机制的可能相关性。
2004-10-22 astro-ph
Relativistic MHD Simulations of Jets with Toroidal Magnetic Fields
本文将Mignone & Bodo的相对论HLLC近似Riemann解应用于磁场法向分量为零的磁化流。通过研究具有环形磁场的轴对称喷流的传播,在二维情况下验证了该数值格式。选定的射流模型表明,HLLC求解器产生更清晰的接触和剪切波的分辨率和更好的收敛性能比传统的HLL方法。
2005-11-28 astro-ph
Relativistic Jets in Radio-Weak Quasars and LINER Galaxies
我们讨论了射电弱类星体和射电中等类星体样本的射电观测结果,这些观测结果表明,就像它们的射电强类星体一样,射电弱类星体的核中也有相对论性喷流。此外,对附近LINER星系的VLA调查揭示了相对大量的平谱射电核心。这表明,这些核心也是最好的解释由中央发动机产生的适度相对论射流(γ ~2)。
1997-08-13 astro-ph
Three-dimensional MHD simulations of Radiatively cooling, Pulsed Jets
本文通过全三维光滑粒子磁流体动力学数值模拟,研究了不同初始磁场拓扑结构和强度($B \simeq 260 μ$ G-0)下,磁场对过密、辐射冷却脉冲射流的影响。先前在涉及不同磁场配置的2-D模拟中检测到的相对差异在3-D流中减小。虽然存在的环形磁组件可以修改的形态接近的喷射头抑制其碎片在早期的射流演化,如以前在文献中报道的,脉冲诱导的内部结的影响导致出现一个复杂的形态在喷射头(所需的观察H-H射流),即使在MHD射流模型与环形组件。磁场的存在也可以显著改变内部工作表面的详细结构和发射特性。磁场强度的增加改善了射流准直性,并放大了密度(放大倍数高达1.4和4)和Hα $ intensity (by factors up to 4, and 5) behind the knots of jets with helical field and $ β \simeq 1-0.1 $ (respectively), relative to a non magnetic jet. As a consequence, the corresponding $ I_{[SII]} }/ I_{H} α} $ ratio (which is frequently used to determine the excitation level of HH objects) can be decreased…
2001-06-26 astro-ph
Relativistic superluminal radio jets in microquasars in our galaxy
我们讨论了银河系中具有相对论射电喷流的黑洞X射线双星(俗称微类星体)中超光速射电喷流的起源。我们根据黑洞X射线双星(瞬态或持久)的射电辐射而不是伴星的质量对相对论性超光速喷流进行分类。当吸积率$\dot{m}_{accr}$较高,辐射光度L $_{bol}$接近爱丁顿光度L $_{Edd}$时,具有瞬态射电辐射的黑洞X射线双星(主要是LMXB)产生$β_{app} >$ 1超光速喷流.另一方面,具有持续射电辐射的黑洞X射线双星(主要是HMXB)在相对低的$\dot{m}_{accr}$下产生$β_{app} <$ 1超光速喷流。我们特别讨论了V4641 Sgr的情况,这是一种具有瞬时射电发射的HMXB,它会像LMXBs一样产生超光速射电喷流。
2006-12-05 astro-ph
Formation of internal shock waves in bent jets
我们讨论的情况下,射流的弯曲可以产生内部冲击波。对相对论和非相对论天体物理喷流进行了分析。对于定常简单波的情况,用特征线法进行了计算.这推广了Icke(1991)首次使用的非相对论处理。我们表明,它是可能的,以获得一个上限的射流的弯曲角度,以便不创建一个冲击波的曲率结束。该极限角对于具有多方指数k = 4/3的非相对论性射流具有75度的值,对于具有k = 5/3的非相对论性射流具有135度的值,并且对于具有k = 5/3的相对论性射流具有50度的值。我们还讨论了在什么情况下,射流将形成内激波较小的偏转角。
2002-01-10 astro-ph
3D Relativistic MHD Simulations of Magnetized Spine-Sheath Relativistic Jets
我们已经进行了数值模拟的弱和强磁化相对论射流嵌入在弱和强磁化的固定或温和的相对论(0.5c)鞘使用RAISHIN代码。在数值模拟中,我们对一个洛伦兹因子γ=2.5的射流进行了旋进,以打破初始平衡位形。数值模拟的结果进行了比较,从正常模式分析的线性化RMHD方程描述了一个均匀的轴向磁化的圆柱形相对论性喷流嵌入在一个均匀的轴向磁化移动鞘的理论预测。数值模拟结果证实了弱磁化系统在轻度相对论鞘流作用下的稳定性增强到Kelvin-Helmholtz不稳定性,强磁化系统在轻度相对论鞘流作用下的稳定性增强.
2006-11-06 astro-ph
The Highest Redshift Relativistic Jets
我们描述了我们通过观测最高红移类星体来理解大尺度(10 ~ 100 kpc)相对论性喷流系统的努力。描述了在~30 z>3.4类星体中进行射电喷流VLA巡天搜索的结果,以及对4个选定目标的Chandra新观测。
2007-12-07 astro-ph
Distribution of Faraday Rotation Measure in Jets from Active Galactic Nuclei II. Prediction from our Sweeping Magnetic Twist Model for the Wiggled Parts of AGN Jets and Tails
基于我们的“扫掠磁扭转模型”,研究了磁流体射流的法拉第旋转测度(FRM)分布和三维模拟得到的投影磁场分布。计算了FRM和Stokes参数,并与kpc尺度上大尺度活动星系核摆动喷流的射电观测结果进行了比较。我们提出FRM分布可以用来讨论喷流周围磁场的三维结构和现有理论模型的有效性,以及由Stokes参数导出的投影磁场。在前一篇文章中,我们利用二维轴对称模拟的结果研究了活动星系核喷流的基本直线部分。推导出的FRM分布有一个一般的趋势,有一个梯度的射流轴,这是由于环形分量的磁场产生的旋转的吸积盘。在本文中,我们利用三维数值模拟的结果来研究活动星系核喷流的摆动结构。数值结果表明,FRM和投影磁场的分布与射流本身的大尺度结构,即三维螺旋线有着明显的相关性。从某个方向看,射流的分布与3C449部分射流的分布有很好的匹配。这表明射流具有螺旋结构,并且磁场(特别是环形分量)在摆动形成的动力学中起着重要作用,因为它是由于我们模型中的电流驱动的螺旋扭结不稳定性。
2004-02-24 astro-ph
Relativistic Jets in the RXTE Era
自从1995年罗西X射线计时探测器发射以来,我们对喷射外流的理解有了显著的提高。事实上,相对论喷流现在被认为是吸积致密物体的一个相当普遍的性质,与吸积历史密切相关。本文综述了X射线双星中吸积流与相对论外流之间的观测联系(特别是与X射线态的关系)。我们强调那些从RXTE实验中显著受益的方面,包括射流在高能量下可能发挥的作用。我们还回顾了最近的观测大规模相对论喷流,可能指向其长期影响的星际介质。
2004-09-07 astro-ph
Using SKA to observe relativistic jets from X-ray binary systems
我简要地概述了我们目前的观测理解的相对论性喷流观察到的X射线双星系统,以及他们的研究如何可能揭示类似的现象在活动星系核和伽马射线暴。SKA如何可能影响这一领域的概述,包括常规跟踪相对论喷射到大距离的双星,检测和监测无线电对应的“静止”黑洞,并检测整个本地星系群的最亮的X射线双星的无线电对应。
2004-09-20 astro-ph
Relativistic Jet Stability and Structure from the Alfven Point Outwards
本文研究了三维相对论射流的Kelvin-Helmholtz不稳定性引起的射流畸变幅度和伴随的压力、速度脉动。探讨了不稳定性对射流从亚阿尔夫文速度加速到超阿尔夫文速度的影响,并提出了跨阿尔夫文射流的相对论稳定机制。超磁声相对论射流的不对称不稳定性将增长的水平进行了理论预测和多普勒增强的“表观”发射率计算。在相对论喷流中,由不对称不稳定模态产生的螺旋扭曲的附面层结构的影响应该是很容易观察到的。
1999-06-30 astro-ph
Workshop Summary for Cracow 1997: Relativistic Jets in AGNs
我提出一个一般的概述,在克拉科夫1997年研讨会期间讨论的结果``相对论性喷流活动星系核。我的重点将是展示过去几年在几个领域取得的重大进展,指出我认为今天我们仍然面临的一些更重要的问题,并提出在不久的将来可能取得进展的地方
1999-03-10 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
Binary evolution with relativistic jets
相对论喷流可以从黑洞中提取质能。在半分离的黑洞双星中,喷流喷射过程构成一个“相应的角动量损失”(CAML)过程。这种射流诱导的CAML的效果是将传输速率降低到系统驱动所设定的值以下,并稳定否则不稳定的系统。喷气诱导CAML GRO J1655-40的影响进行了讨论。
1998-10-20 astro-ph
The Effect of External Winds on Relativistic Jets
银河系超光速和河外活动星系核中的相对论喷流在靠近中央引擎的地方可能被风所包围。理论分析和数值模拟揭示了风对螺旋形和高阶非对称射流畸变模式的相对论性喷流的稳定作用。当在源(入口)坐标系中测量速度时,射流和风之间的绝对速度差$Δv = v_{jet} - v_{wnd}$的减小除了由高射流洛伦兹因子提供的稳定性之外还提供稳定性,但是不需要高洛伦兹因子风来稳定高洛伦兹因子射流。然而,基本的夹点模式并没有受到类似的影响,预计在这种流动中会产生间距为射流半径几倍的结。因此,我们确定了一种机制,可以抑制大规模的非对称结构,同时允许轴对称结构的发展。被外流风包围的相对论喷流比被静止或回流的外部介质包围的喷流更稳定。沿直喷流(如3C 175中的)的多节结构可通过由合适的风包围的初始低马赫数喷流的收缩而触发。当喷流进入射电瓣时,与高压瓣相关联的任何周围流出或回流的抑制触发螺旋扭转的指数增长。
2002-09-27 astro-ph
The Need For High Resolution In Studies Of The 3-D Magnetic Field Structure Of AGN Jets
我们正在使用“宽带”(4.6至43 GHz)的多频VLBA偏振观测致密活动星系核调查的3-D结构的喷流磁场(B)。在以短间隔和长间隔分开的多个频率下进行观察,可以可靠地确定法拉第旋转的分布,从而确定本征B场结构。在0954+658和1418+546的射流中检测到横向旋转测量(RM)梯度,为射流周围存在螺旋B场提供了证据。在2200+420(BL Lac),0954+658和1418+546的核心区域的RM显示不同的符号在不同的频率间隔(在不同的空间尺度上),我们建议对此进行解释,在适度弯曲的螺旋B场周围的射流。在未来,极化观测与VSOP-2在8,22和43 GHz的组合和地面阵列的频率与相应的分辨率将有助于映射出法拉第旋转,光谱指数和3-D B场结构的分布,无论是在整个喷流和更接近中央引擎,提供强有力的约束,任何喷流B场模型。
2008-01-31 astro-ph
Probing the physics of relativistic jets through X-ray observations
BeppoSAX卫星的宽波段灵敏度和灵活性使人们得以对耀变体发射的X射线进行前所未有的研究。在这里,我们集中在最近的结果上的一组耀变体的发射线,允许估计的光度在喷流和光度的吸积盘。被认为是由相对论性射流进行的权力的起源的影响。
2001-07-30 astro-ph
Sources of Relativistic Jets in the Galaxy
恒星质量的黑洞和双星系统中的中子星首先被高能太空望远镜发现为硬X射线源。通过地面望远镜的多波长观测发现了其中一些致密源中的相对论喷流。X射线发射探测致密物体的内部吸积盘和周围环境,而喷流的同步辐射是在无线电和红外波段观测到的,将来甚至可以在更短的波长上探测到。具有相对论喷流的黑洞X射线双星在小得多的尺度上模拟了类星体中的许多现象,因此被称为微类星体。由于它们的接近,他们的研究为更好地理解宇宙其他地方看到的相对论性喷流开辟了道路。根据对两侧运动喷流的观测,我们推断微类星体中的喷出物以类似于类星体中所存在的相对论速度运动。微类星体的同时多波长方法在短时间尺度内揭示了X射线所见的吸积盘中的不稳定性与较长波长下同步辐射所观察到的相对论等离子体云喷射之间的密切联系。除了有助于更深入地理解吸积盘和喷流之外,微类星体将来还可以利用狭义相对论的约束来确定喷流源的距离,利用广义相对论来确定黑洞的自旋。
1999-02-04 astro-ph
Physical parameters in relativistic jets from Compact Symmetric Objects
致密对称天体符合一类以高光度射电辐射为特征的源,对称地位于活动星系核两侧,线性尺度小于1千秒差距。由于它们的小尺寸,CSO中的喷流热点为研究相对论喷流的物理学及其靠近中央发动机的环境提供了一个独特的实验室。我们提出了一个简单的模型CSO中的热点假设同步辐射,最小能量和冲压压力与外部介质平衡。我们的模型与观测数据的进一步比较,使我们能够约束的物理参数的热点和射流喂养他们,和密度分布的外部介质。
2000-11-15 astro-ph
SS433: on the uniqueness of cool relativistic jets
SS433的相对论喷流具有显著的光热辐射,这种辐射是由小云团($10^8$ cm)产生的,其寿命大约是气体动力学破碎时间的$10^3$倍。我们表明,云驻留在热平衡和动力学平衡,只要他们碰撞相互作用的风的超临界吸积盘。这种相互作用是由射流的旋进运动引起的,并且只发生在扫掠区。在扫出区之外,相互作用停止,光学喷流终止。云在通过介质的运动过程中被放大的磁场可以起到容纳云的作用。因此,SS433光学喷流独特性的线索被认为是它们的岁差运动,这为云和风的碰撞相互作用提供了机会。
1999-05-13 astro-ph
High--Resolution 3D Simulations of Relativistic Jets
我们对相对论性喷流进行了高分辨率3D模拟,束流洛伦兹因子高达7,空间分辨率为每个束流半径8个单元,归一化时间单位高达75个,以研究3D相对论性喷流的形态和动力学。我们的模拟表明,在轴对称模型中发现的相干快速回流是不存在的三维模型。我们进一步发现,当射流暴露于非轴对称扰动时,(i)它不显示3D经典流体动力学和MHD射流的强扰动(至少在我们的模拟所涵盖的时间段内),(ii)它确实根据1D估计传播。在相对论性光束中的小的3D效应引起了像在M87中观察到的那样的视速度的亮度分布。束被高比内能的边界层包围。简要讨论了该层的性质。
1999-06-26 astro-ph
Relativistic Jet Response to Precession and Wave-Wave Interactions
本文对洛伦兹因子2.5的相对论性喷流在三种不同频率下的进动响应进行了三维数值模拟。低,中,高进动频率已被选择相对于最大的不稳定的频率预测的开尔文-亥姆霍兹稳定性分析。横向运动和速度随着进动频率的增加而减小。尽管射流的螺旋位移随着进动频率的增加而减小,但在所有进动频率下,射流外部的介质中都会产生螺旋激波。复杂的压力和速度结构内的射流所示的螺旋表面和第一体模式预测的相对论流体动力学方程的正常模式分析的组合。表面模式和第一体模式具有不同的波速和波长,通过周期性进动同相发射,并且在合成发射图像中表现出拍频图案。波(模式)速度范围从$0.41c$到$0.86c$,但搏动模式保持静止。因此,我们找到了一种机制,可以产生不同的移动和固定功能的射流。
2001-03-14 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
Radiation from relativistic jets
从包含相对论喷流和激波的天体物理系统观测到的非热辐射,例如,伽马射线暴(GRB)、活动星系核(AGN)和银河系微类星体系统通常具有幂律发射谱。最近的PIC模拟的相对论电子-离子(电子-正电子)喷注到一个固定的介质中显示,粒子加速发生在下游射流。在相对论喷流存在的情况下,不稳定性,如布尼曼不稳定性,其他两个流不稳定性,和韦伯不稳定性产生无碰撞冲击,这是负责粒子(电子,正电子和离子)加速。模拟结果表明,韦伯不稳定性是负责产生和放大高度不均匀,小尺度磁场。这些磁场有助于电子在喷射头后面的横向偏转。小尺度磁场中偏转电子的"抖动“辐射与均匀磁场中计算的同步辐射具有不同的性质。这种抖动辐射是扩散同步辐射的一种,对于理解伽马射线暴、相对论喷流和超新星遗迹中复杂的时间演化和/或光谱结构可能很重要。
2008-08-27 astro-ph
High-energy neutrinos from reverse shocks in choked and successful relativistic jets
高度相对论性喷流是当前伽马射线暴模型的关键要素,其中喷流动能在光学薄激波处转化为辐射能。高能中微子也被认为是来自于在相同冲击中加速的质子的相互作用。在这里,我们重温早期的演化相对论性喷流,而喷流仍然是内部的恒星,并调查其中微子发射。特别是,我们研究传播温和的相对论和ultrarelativistic喷气机通过Ib型祖,并遵循反向冲击的喷气机穿过恒星。我们证明了质子在反向冲击下可以被加速到10^4-10^5 GeV,并有效地产生介子。介子经历了显著的冷却,抑制了随后的中微子发射。然而,我们表明,中微子产量从反向冲击仍然是相当大的,特别是低光度和长时间的喷流,介子冷却不太严重。我们讨论了我们的研究结果的背景下,中微子从窒息的喷流,这是完全冲击加热,不打破了明星。从一个在10 Mpc时各向同性等效能量为10^{53} erg的扼流喷流中,我们预计冰立方会发生约20个中微子事件。
2008-03-18 astro-ph
Relativistic MHD jets and the GRBs
高速高准直等离子体束--喷流--是不同能量和空间尺度的天体物理源中的普遍现象。天体物理学喷流形成的常见MHD方案允许通过喷流磁化的缩放来描述不同的喷流源。本文应用MHD喷流理论计算伽玛暴参数,发现伽玛暴的超相对论运动和强准直等主要特征确实可以得到解释。其他的,像伽玛射线暴的时间变化和双模态伽玛射线暴持续时间是超出了MHD的描述。
2002-11-04 astro-ph
On particle acceleration in turbulent shear boundary layers of relativistic jets
我们讨论宇宙线电子在相对论喷流边界处的加速过程。由此产生的光谱预计将包含两个特征分量:在较低能量处的幂律分布和在高能量截止之前的较硬的高能量分量。给出了一个由这种电子分布得到的高能谱的例子,包括同步辐射和逆康普顿分量。这种电子的同步加速器光谱的一个特征是它的最高频率部分,它出现在适合低频光谱范围的幂律之上。
2002-07-08 astro-ph
Relativistic solutions to the problem of jets with time-dependent injection velocities
本文对相对论性喷流工作面的传播过程进行了弹道描述。使用简单的质量守恒定律和线性动量在工作表面,我们得到一个完整的描述射流参数化的初始速度和质量注入。这种分析将很快被应用到特定的情况下,时间依赖的质量和速度注入射流。
2005-03-15 astro-ph
A Comparison of the Morphology and Stability of Relativistic and Nonrelativistic Jets
我们比较结果从一个相对论和一个nonrelativistic一套二维轴对称射流模拟。对于一组五个相对论性模拟,无论是增加洛伦兹因子或减少绝热指数,我们计算非相对论性模拟具有相同的有用功率或推力。我们研究这些模拟的形态和动力学差异,专注于速度场,茧的宽度,射流的年龄,以及射流本身的内部结构。这些比较的主要结果是,非相对论射流模拟的速度场不能按比例放大,以给出相对论模拟中所见的洛伦兹因子的空间分布。由于局部洛伦兹因子在决定秒差距尺度河外喷流的总强度中起着重要作用,这表明非相对论模拟不能得到相对论性喷流的正确强度分布。另一个普遍的结果是,每一个相对论性喷流和它的非相对论性喷流都有相似的年龄(在动力学时间单位中,= R/a_a,其中R是圆柱形喷流的初始半径,a_a是周围介质中的声速)。除了这些比较,我们已经完成了四个新的相对论性模拟,以调查不同的热压力对相对论性射流的影响。模拟一般证实,较快(较大的洛伦兹因子)和较冷的射流更稳定,具有较小的幅度和较长的波长的内部变化。这些射流的表观稳定性并不遵循线性正常模式分析,这表明有可用的增长开尔文-亥姆霍兹模式。(节录)
1999-01-05 astro-ph
Regular particle acceleration in relativistic jets
当波长远大于圆柱半径时,得到了无限长、有限半径的导体圆柱在轴向有周期电流时周围电磁场的精确解。该解同时描述了圆柱附近近区的场和向波区的过渡。研究了这种圆柱的固有长波振荡。计算了圆柱体的电磁能流。这些解可用于描述活动星系核和类星体的相对论喷流周围的电磁场以及喷流内部的粒子加速。
2004-06-22 astro-ph
Relativistic Jets from Collapsars: Gamma-Ray Bursts
越来越多的观测证据支持这样一个命题,即伽马射线暴(GRB)是由大质量氦星的相对论喷流提供动力的,这些氦星的核心坍缩成黑洞和一个吸积盘(氦星)。我们使用一个二维的特殊的相对论流体动力学代码的PPM形式主义的基础上,通过恒星的祖先和它的风的相对论射流的传播模型。喷流从恒星中出来时,前面有一个塞子,周围有一个茧。在喷流向恒星外传播的过程中,喷流的内能转化为动能,同时茧向外和向侧面膨胀,从而获得高洛伦兹因子。茧和恒星风之间的外部冲击可以产生$γ$射线和硬X射线瞬变。射流束与塞的相互作用也会对两者产生实质性的影响,并可能导致短硬伽玛暴。喷流本身的内部冲击可能产生长而软的伽玛暴。
2002-09-23 astro-ph
Relativistic large scale jets and minimum power requirements
钱德拉卫星最近发现,耀变体喷流在大尺度(0.1-1 Mpc)下是强X射线发射体,这支持了这样一种假设,即在这些尺度上,发射等离子体以高度相对论速度运动。事实上,在这种情况下,通过宇宙背景光子的逆康普顿散射的发射被增强,由此产生的预测X射线光谱很好地解释了其他令人困惑的观测结果。在这里,我们指出另一个原因,有利于相对论性大规模射流,基于最小功率参数:通过估计坡印廷通量和体动力学功率对应的,至少,相对论性粒子和磁场负责的排放,可以得出的总功率最小的散装洛伦兹因子的值。结果表明,PKS 0637-752的射流内部和外伸部分均满足这一条件。
2001-06-04 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
Propagation and Dynamics of Relativistic Jets
我们使用二维相对论流体动力学模拟研究了喷流在星际介质中传播的动力学和形态。计算是假设轴对称的几何形状和跟踪长传播的射流。射流被假定为“轻”的光束与周围气体之间的密度比远小于1。我们研究的机制出现在头部的射流在热点。这种涡流被称为减速阶段的触发器,该阶段出现在一维分析占主导地位的短暂阶段之后。我们发现,斜激波在边界边缘附近的梁端强烈影响的流动结构和周围的热点。弱激波的气体穿过斜激波,成为涡旋产生的触发器。我们还发现这些影响的传播和动力学的射流的参数依赖性。传播速度较慢的射流被弱箍缩,具有大的旋涡,并且在射流头部显示出非常复杂的结构和扩展的同步辐射发射率。
2004-02-15 astro-ph
Black-Hole Transients : From QPOs to Relativistic Jets
由于RXTE卫星在过去十年中提供了大量令人印象深刻的新数据,我们对黑洞吸积现象的了解大大增加。特别是,它已经有可能在其光谱和定时特性的基础上,示意性的瞬态系统的爆发演化,并将它们与在无线电中观察到的相对论喷流的喷射联系起来。在这里,我提出了这个计划,集中在光变曲线中观察到的准周期振荡的性质,并与喷流喷射的链接。
2005-07-27 astro-ph