相对论喷流中的光子增殖机制：天体物理意义

作为超临界过程的相对论喷流的Gamma-ray发射

Gamma-ray emission of relativistic jets as a supercritical process

与核反应堆中的超临界状态相同的超临界状态可以发生在高能天体中，产生一些令人印象深刻的影响。例如，它可能导致极端相对论质子云的能量爆炸性释放为辐射。更确切地说，超临界状态应该是高能相对论性流体的能量耗散的原因，例如伽马射线暴中的超相对论性激波和活动星系核（AGN）中的喷流。在这种情况下，光子繁殖过程起作用。这是一种高能光子与e^+ e^-对通过对产生和逆康普顿散射相互转换的转换机制。在某些条件下，这应该是满足强大的活动星系核，光子繁殖机制成为超临界：高能量的光子繁殖指数，直到他们的反馈流体改变其速度模式。然后系统进入一个自调节的近临界稳态。蒙特卡罗模拟对粒子的传播和相互作用进行了详细的处理，结果表明，洛伦兹因子γ ~ 20的喷流可以辐射掉其总能量的一半，γ =40时，辐射效率可以达到80%。喷流的外层减速到中等的洛伦兹因子2-4，而射流的脊具有在10-20范围内的最终洛伦兹因子，与初始γ无关。在辐射影响下的这种急剧减速必然会引起一些有趣的现象，如内部激波的形成和湍流的早期产生。

天体物理喷流中的费米加速

Fermi acceleration in astrophysical jets

我们考虑费米过程对高能粒子的加速（即，扩散激波加速度、二阶费米加速度和渐变剪切加速度），特别注意粘性剪切加速度领域的最新进展。我们分析了相关的加速时间尺度和由此产生的粒子分布，并讨论了这些过程的相关性的带电粒子的加速喷流的活动星系核，伽玛暴和微类星体，表明多分量的幂律型粒子分布可能会发生。

天体物理喷流加速和准直的粘弹性模拟

Viscoelastic Analogy for the Acceleration and Collimation of Astrophysical Jets

喷流在天文学中无处不在。已经证明喷流的存在与中心物体的自旋和内盘的粘性角动量输运密切相关。在完全不同的背景下，即粘弹性流体在实验室中的流动中，也已知由旋转中心物体上的粘性扭矩推进的双极射流状结构。在将磁流体动力学（MHD）湍流的缠结磁场线类比为粘弹性聚合物溶液的缠结聚合物的基础上，提出了高湍流导电流体动力学的粘弹性描述.我们认为，在实验室中的粘弹性流体中形成射流的相同机制可能是负责准直和供电天体物理射流的中心对象的角动量。

脉冲天体物理喷流的磁几何

The Magnetic Geometry of Pulsed Astrophysical Jets

高超声速、高准直质量外流（{ \it喷流}）是天体物理学中普遍存在的现象。虽然喷流的特征不同，但许多喷流表现出某种形式的准周期性聚集，表明喷流源是偶发的或{ \it脉冲}。脉冲喷流在如此多的天体物理学背景下的存在表明了一种共同的形成机制。这样的过程似乎已经在{ \it磁离心发射}中发现，当磁化的气体吸积盘围绕中心引力源运行时，会发生磁力和离心力的结合。然而，对喷流中强磁场的观测是罕见的或间接的。因此，YSO喷流中磁场的存在和影响仍然是一个悬而未决的最重要的问题。在这封信中，我们集中在什么应该是预期的结构，在脉冲YSO射流的字段。我们表明，结合速度的变化与初始场配置一致的准直，磁离心发射的喷气机导致一组明确的预测有关的几何形状和相对强度的磁场组件在不断变化的YSO（也许其他）喷气机。

天体物理喷流的长期模拟;能量结构和准周期喷射

Long Term Simulations Of Astrophysical Jets; Energy Structure and Quasi-Periodic Ejection

我们尽可能长时间地进行了自洽的2.5维非定常MHD数值模拟，包括吸积盘的动力学。虽然以往的非定常MHD模拟揭示了非定常喷流与定常喷流相似的特征，但与观测到的喷流时间尺度相比，这些模拟的计算时间非常短。因此，我们已经调查了长期演化的质量吸积率，质量流出率，喷流速度，和各种能量通量。我们发现射流的喷射是准周期性的。喷射的周期与初始磁场被扭曲以产生环形场所需的时间有关。我们比较我们的结果与稳态理论和以前的2.5维非稳态MHD模拟。

天体物理喷流的自准直和磁场产生

Self-Collimation and Magnetic Field Generation of Astrophysical Jets

本文提出了一种新的电子-正电子-离子喷流的准直和输运模型。分析结果表明，自感环形磁场穿过细丝，在对主导区，其宽度显著扩展，从而维持了这种薄膜结构.磁场强度反映了射流过剩动能均分的特性。它还表明，软管状不稳定性的增长被强烈抑制。从这个模型得出的基本特征与最近使用甚长基线望远镜观测到的结果一致。

剪切流中失控电磁级联和天体物理喷流的高能辐射

Runaway electromagnetic cascade in shear flows and high energy radiation of astrophysical jets

我们提出了一个简单而有效的机制，与交换相互作用的高能光子之间的喷射和外部环境，反之亦然的天体物理喷流的高能量发射。在这一机制中起主要作用的相互作用是光子产生的e^+ e^-对和逆康普顿散射。该过程已被研究与数值模拟表明，在合理的条件下，它具有超临界特性：高能量的光子繁殖指数直接由大量的动能的射流。最终，在流体动力学上存在颗粒反馈，并且射流部分减速。

磁主导极限下天体物理喷流大尺度结构模拟

Modeling the Large Scale Structures of Astrophysical Jets in the Magnetically Dominated Limit

我们提出了一种新的方法，可用于模拟天体物理喷流的大尺度行为和天体物理中的磁主导爆炸。我们描述了一种方法，用于建模注入的磁场和它们随后的演变在一个政权的自由能是磁性为主。注入的磁场及其相关的电流具有极向和环向分量，并且它们不是力自由的。利用三维理想磁流体动力学模拟研究了注入场的洛伦兹力驱动的动态膨胀。研究了磁场膨胀的一般行为、与背景介质的相互作用以及对各种参数的依赖性。

磁场对天体物理喷流的作用

The Role of Magnetic Fields on Astrophysical Jets

高度准直的超音速喷流和不太准直的外流被观察到从各种各样的天体中出现。它们存在于年轻恒星天体（YSO）、原行星状星云、致密天体（如银河系黑洞或微类星体，以及X射线双星）和活动星系（AGN）的核心。尽管它们的物理尺度不同（大小，速度和能量传输量），但它们具有很强的形态相似性。什么是可以解释其起源的普遍机制？在这个讲座中，我将简要回顾磁场对这些喷流的形成、结构和传播所起的作用。

天体物理喷流和外流

Astrophysical Jets and Outflows

高度准直的超音速喷流和不太准直的外流被观察到从各种各样的天体中出现。它们出现在年轻恒星天体（YSO）、原行星状星云、致密天体（如银河系黑洞或微类星体和X射线双星）以及活动星系（AGN）的核中。尽管它们的物理尺度不同（大小，速度和能量传输量），但它们具有很强的形态相似性。他们分享了什么物理学？这些系统在本质上是流体动力学或磁流体动力学（MHD）的，并且因此由非线性方程支配。虽然理论模型帮助我们了解这些物体的基本物理学，但数值模拟使我们能够超越一维稳态方法提取重要信息。在这次讲座中，形成，结构和演变的喷流的观测信息，MHD和纯流体动力学模拟和数值模拟的帮助下进行审查。特别是对YSO和AGN喷流的模型的可能应用进行了讨论。

作为天体物理喷流稳定机制的剪切流

Sheared Flow As A Stabilizing Mechanism In Astrophysical Jets

据推测，持续的狭窄性观察到的渐近圆柱形区域的双极流出年轻恒星天体（YSO）表明，这些喷流磁准直。在z箍缩等离子体中观察到的j交叉B力是这些观察结果的一个可能的解释。然而，z箍缩等离子体受到电流驱动的不稳定性（CDI）。利用z箍缩进行受控核聚变的兴趣导致了磁约束等离子体稳定性的广泛理论。从这个领域的分析，数值和实验证据表明，剪切流在磁化等离子体可以降低增长率的香肠和扭结不稳定性。在这里，我们提出的假设，剪切螺旋流可以发挥类似的稳定影响CDI在YSO射流。

天体物理喷流的一种可能的流体动力学等价

A possible hydrodynamical equivalence for astrophysical jets

类星体和微类星体的统一模型的想法已经考虑了很长时间，尽管这两类物体所处的环境和物理条件不同。在这里，我们显示了一个简单的标度律的存在，有关的最大尺寸的射流的气体介质，它扩展到的属性。这似乎是有效的所有类型的流体动力射流，并可以被认为是一个广泛的统一模型。射流的膨胀速度和周围气体的物理特性以这样的方式结合在一起，可以获得不同尺度下射流的最大范围的限制。

天体物理喷流的高能方面

High-Energy Aspects of Astrophysical Jets

本文评述了与致密天体物理系统有关的相对论喷流高能辐射的各个方面。讨论了高能$γ$射线、甚高能中微子和超高能宇宙射线产生的主要轻子和强子过程。推导了$γγ$对产生和光子产生不透明度之间的关系，并研究了它们对$γ$ -射线和中微子相对发射的影响。阐明了各种发射区的大小和位置以及其它量与黑洞质量和无量纲光度的标度关系。结果适用于个别类别的物体，包括耀变体、微类星体和伽马射线暴。它的结论是，如果重子在射流中存在足够的数量，那么在最佳条件下，大多数系统表现出相对论性射流可能是检测到即将到来的中微子望远镜。一个例外是TeV耀变体，对它的$γ$射线观测表明中微子产额远低于探测极限。

幕式磁泡和喷流：实验室实验的天体物理意义

Episodic Magnetic Bubbles and Jets: Astrophysical Implications from Laboratory Experiments

准直外流（喷流）在宇宙中无处不在，出现在原恒星和河外超大质量黑洞等各种来源周围。喷流被认为是磁准直的，从围绕着一个紧凑的引力物体的磁化吸积盘发射。我们已经开发了第一个实验室实验，以解决时间依赖性，情节相关的知之甚少的射流加速和准直区域的现象。实验结果表明，磁泡的周期性喷射在自准直磁腔通道中自然演化为非均匀射流。结果提供了一个独特的观点可能从一个相对稳定的状态喷气发射到观察到的高度结构化的外流的过渡。

天体物理风和喷流精确MHD模式的系统构造

Systematic construction of exact MHD models for astrophysical winds and jets

通过一个系统的方法，我们构造了一般类的精确和自洽的轴对称MHD的解决方案描述流起源于附近的环境中的一个中心引力天体。统一方案包含两大组精确的MHD流出模型，（I）球面临界面的径向自相似模型和（II）圆锥临界面的径向自相似模型。该分类包括已知的多方模型，如经典的帕克模型的恒星风和布兰德福德和佩恩（1982）模型的盘风;它也包含非多方模型，如那些风/喷流在Sauty和Tsinganos（1994），利马等人（1996）和Trussoni等人（1997）。除了统一这些已知的情况下，一个共同的计划，出现了几个新的类和一些简要的分析，他们可以探索进一步了解的物理性质的MHD流出的各种磁化和旋转天体在恒星或星系系统。

模拟银河系和河外源天体物理喷流的起源

Modelling the Origin of Astrophysical Jets from Galactic and Extra-galactic Sources

虽然被广泛观察到从各种银河系和河外来源发出，但宇宙喷流和外流形成背后的物理机制至今仍被神秘的面纱所包裹。这些喷流中所含的物质量也无法用任何确定的方法精确计算。在本文中，我们提出了一个理论模型，这是第一次，我们相信，是能够解释的射流形成现象，以及可以计算的质量流出率的自洽结合准确的跨音速吸积流出拓扑结构。我们的模型还可以分析该速率对控制流入的各种物理参数的依赖性。

相对论性天体物理喷流中的剪切加速度

Shear acceleration in relativistic astrophysical jets

本文研究了在含有散射中心的相对论背景流中高能粒子的速度切变加速问题。确定了三种可能的天体物理喷流加速位置：（1）平行于喷流轴的渐进速度剪切，如径向坐标向外线性减小的速度剖面，（2）垂直于喷流轴的渐进速度剪切，如内禀喷流旋转，和（3）在喷流侧边界处的非渐进/不连续的纵向速度剪切。我们确定的特征加速时间尺度，指定有效加速的条件，并讨论观测功能相对于每个过程。特别是，它表明，在（2）的情况下，较高的能量发射预计集中在更接近喷流轴，而在（1）和（3）的情况下，较高的能量粒子可能位于喷流的边缘附近，从而可能导致某种形式的边缘增亮。

磁化天体物理外流：从摇篮到坟墓，从源头到效果

Magnetized Astrophysical Outflows: Cradle to Grave, Source to Effect

我们讨论了辐射MHD射流和外流的传播，重点是由磁离心转子驱动的外流。我们的目标是将喷流的性质与产生它们的源的物理学联系起来。我们发现，密度和磁场分层（半径）从磁化转子射流导致新的行为，包括一个密集的内部射流核心和低密度衣领的发展。我们还报告了更一般的研究双极扩散和场的几何形状在脉冲射流。最后，我们描述了一个新的工作，旨在研究磁化风对适合YSO和PNE的星周环境的影响。

天体物理喷流中开尔文-亥姆霍兹不稳定性的空间模拟

Spatial simulations of the Kelvin-Helmholtz instability in astrophysical jets

采用空间方法数值研究了磁化跨超声速射流的长期磁流体动力学稳定性。我们专注于二维线性不稳定的平板配置的射流是嵌入在一个流动对齐的均匀磁场的弱振幅。我们比较我们的结果与以前的研究使用时间的方法，其中纵向周期域。基于有限体积的通用平流程序（VAC）被用来解决理想的可压缩MHD方程组。我们遵循开尔文-亥姆霍兹模式的发展，驱动的白噪声扰动不断引入的喷气入口。在空间模拟与类似的时间的线性和早期的非线性演化的配置过程中没有观察到显着的差异。然而，在跨音速流的情况下，在我们的空间运行中发生了不同的长期情况。事实上，在大规模的流中断后，围绕射流核心的增强磁场的鞘层区域沿着整个流形成。这提供了一种部分稳定机制，导致在以后的时间内增强稳定性，这几乎与磁场的初始大小无关。这种机制的天体物理喷流的稳定性的影响进行了讨论。

天体物理学超音速喷流的动力学和辐射特性I。蚕茧形态

Dynamical and radiative properties of astrophysical supersonic jets I. Cocoon morphologies

我们提出的超音速射流与外部介质的传播和相互作用的数值分析的结果。本文讨论了不同物理条件下射流头部进入环境的运动，并对不同的马赫数和射流与外界的密度比进行了计算。在与喷射头一起运动的参考系中执行计算，我们可以详细地跟踪其长期动力学。这种数值方案也使我们能够研究不同物理参数的茧的形态。我们发现，到周围介质中的射流头的传播速度强烈影响茧的形态，这一结果可以是相关的连接在河外射电辐射的起源和叶的结构。

开普勒天体周期性喷流的数值模拟

Numerical Simulations of Astrophysical Jets from Keplerian Disks with Periodic Ejection

我们提出了2.5维的非相对论性和非辐射流出正弦扰动开普勒吸积盘的时间相关的模拟。正弦扰动被引入到一个冷电晕从磁盘的表面喷出的气体的速度。在模拟中，圆盘是一个固定的边界，气体以脉冲速度喷射。这个速度的最大值取为当地开普勒圆盘速度的千分之一。有人发现，对于大的周期，在射流中的结构往往会分裂成较小的子结构。对于较小的周期值，结构趋于消散，而对于中等的周期值，它们趋于持续。

强流Laser射流的数值分析

Numerical Analysis of Jets Produced by Intense Laser

本文对强激光与物质相互作用产生的等离子体射流进行了数值研究。通过这项研究，我们希望更好地了解天体物理喷流及其最近在实验室中的实验模拟。我们特别注意辐射冷却和射流与周围气体的相互作用。本文提出了四种情况，其中两种涉及在真空中的射流的传播，而在其他两个传播发生在周围的气体。可用的实验结果再现良好的精度在真空的情况下。对于周围气体中的射流，我们发现周围气体的存在将射流限制为窄的圆柱形，使得射流的密度和温度保持足够高以进行有效的辐射冷却。结果，在这些情况下形成准直等离子体射流。表征实验室喷流和原恒星喷流的无量纲参数有重叠的区域。我们还讨论了我们的模型的冷却长度，并将它们与天体物理喷流中的相应值进行了比较。提出了一种在环境气体实验中的等离子体射流，这是在当今技术的范围内，并且可以与天体物理现象有关。

天体物理喷流中压力驱动的不稳定性

Pressure-driven instabilities in astrophysical jets

天体物理喷流由于其磁场的方位角分量而被广泛认为是由环向应力自准直的。然而，这意味着磁场在很大程度上由其在外部射流区域中的方位角分量主导。在聚变背景下，众所周知，这样的配置在静态柱中是高度不稳定的，导致等离子体破裂。长期以来，人们一直指出，MHD喷气机可能会出现类似的结果，尽管近年来取得了一些进展，但防止中断的原因仍然没有得到阐明。在这些笔记中，我回顾了压力驱动的不稳定性，在静态柱中的理想MHD不稳定性的两个主要来源之一（另一个是电流驱动的不稳定性）的这个开放问题的现状。我首先以启发式的方式讨论这些不稳定性的起源。介绍了磁共振和磁剪切，并讨论了它们在压力驱动的不稳定性中的作用与Suydam判据的关系。在大方位角磁场的极限下，导出了压力驱动模的色散关系，从而给出了Kadomtsev关于这种不稳定性的两个判据。预计这些不稳定性的增长率与射流传播时间相比是短的。什么是已知的潜在的稳定作用的轴向速度的射流，然后审查。特别是，最近在融合文献中确定的非线性稳定机制进行了讨论。关键词：理想磁流体：稳定性，压力驱动模式;射流：稳定性

弯曲赫比格-哈罗喷流的模拟与实验

Curved Herbig-Haro Jets: Simulations and Experiments

赫比格-哈罗喷流通常在其路径上表现出一定程度的弯曲，在许多情况下是由侧风的冲压压力产生的。我们目前的模拟实验室和天体物理弯曲射流和实验室实验的结果。我们讨论的性质和相似性的实验室和天体物理流，这表明内部冲击和工作表面的形成。特别是结果说明了如何在不引起射流变化的情况下产生的弓形激波和团块的破裂;我们还讨论了射流旋转如何减少弯曲射流中瑞利-泰勒不稳定性的增长。

天体物理喷流传播与发射物理的区别和实验的作用

Distinguishing Propagation vs. Launch Physics of Astrophysical Jets and the Role of Experiments

准直流的其他可行的动量源的情况下，导致磁场的可能性，在喷气发动机和/或天体物理射流准直发挥了根本性的作用。为了更好地理解射流的物理学，区分射流加速的发射区域和射流作为准直结构传播的较大尺度是有用的。目前的观测可以分辨喷流的传播，但不能分辨发射区。模拟通常分别探测发射和传播区域，但不会同时探测两者。在这里，我确定了一些物理学的喷气发射与传播和什么实验室喷气实验迄今已探测。在实验室中再现天体物理学喷流是不现实的，因此最大限度地发挥实验的益处需要澄清天体物理学的联系。

相对论性MHD喷流和伽玛暴

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。

高超音速铅弹：作为非均匀准直等离子体团的天体物理喷流

Hypersonic Buckshot: Astrophysical Jets as Heterogeneous Collimated Plasmoids

赫比格-哈罗（HH）射流通常被认为是以高超音速运动的均匀等离子体束。射流束内的结构通常归因于射流源处的条件的周期性或"脉冲“变化。基于这种情况的模拟导致结延伸穿过射流直径。观测和最近的高能量密度实验室实验揭示了低于这个尺度的结构，并表明它们可能对理解射流动力学的基本原理很重要。在本文中，我们提供了一个替代的“脉冲”模型的原恒星喷流。使用直接的数值模拟，我们探讨的可能性，射流是通过移动的块间介质传播的子径向块链。我们的模型探索了一个理想化的这种情况下，注入小（$r<r_{jet}$），密集（$ρ>ρ_{jet}$）的球体嵌入在一个否则光滑的簇间射流。球体以与射流速度相差$\sim15$ %的速度初始化。我们发现，从同质流到异质流的转变的后果是显着的团块相互作用，并以各种方式与团块间介质。可以形成模拟脉冲射流模型预期的结构，也可以形成以前看不见的“亚径向”行为，包括向后的弓形激波和离轴工作表面。虽然这些小规模的结构以前没有在模拟研究中看到过，但它们在高分辨率喷流观测中被发现。我们讨论了我们的模拟解释的原恒星喷气机方面的表征结的“寿命”或“速度历史”的方法，以及连接观察到的结构与中央引擎产生的喷气机的影响。

非径向和非多变的天体物理流出VIII。相对论喷流的GRMHD推广

Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows VIII. A GRMHD generalization for relativistic jets

在广义相对论磁流体力学框架下研究了Schwarzschild黑洞热日冕磁层及其周围吸积盘的稳态轴对称外流。采用双曲自相似假设，构造了描述极轴附近外流的GRMHD方程的半解析解。此外，它是假设相对论效应有关的旋转的黑洞和等离子体是可以忽略不计的引力和其他能量项相比。所构建的模型使我们能够扩展以前的MHD研究的日冕风从年轻的恒星脊柱射流从活跃的星系核周围的磁盘驱动的外流。流出物是热驱动的，并且是磁或热准直的。与非相对论情况类似，准直关键取决于测量磁转子效率的能量积分。相对论效应定量地影响着引力阱的深度和外流发射区的日冕温度分布。与以前的分析和数值研究类似，相对论效应倾向于增加热驱动的效率，但减少磁自准直的影响。

由喷流-云相互作用引起的喷流偏转

Deflection of Jets Induced by Jet-Cloud Interactions

本文分析了天体物理喷流在通过等温高密度区时发生偏转的非相对论和相对论模型。本文讨论了由于内激波的形成而引起的射流稳定性的判据。

非径向和非多变的天体物理流出IV。磁或热准直风成喷流？

Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows IV. Magnetic or thermal collimation of winds into jets?

一个轴对称的MHD模型进行了分析研究，以说明一些关键方面的物理热和磁化的外流，起源于附近的环境中的一个中心引力体。通过分析流出的渐近行为，发现它们获得各种形状，如圆锥形，抛物面或圆柱形。然而，只有当磁箍缩可以忽略不计时，非圆柱渐近可以实现其对称轴上的流出是过压。在圆柱形射流型渐近中，流出的等离子体达到平衡，其中它被磁力或气体压力梯度限制，同时它被离心力或气体压力梯度支撑。在这两个制度（热或磁约束）射流可以找到取决于中央磁转子的效率。喷流的半径和终端速度的分析给出的总能量的跨极向流线的变化。大半径的射流和有效的加速时，最好的外部约束提供了磁箍缩和热压力的可比贡献。在大多数情况下，准直流线经历不同波长的振荡，这也是其他分析模型所发现的。流出到风和喷气机在不同的约束制度的演变的情况概述。

天体物理喷流的一类精确MHD模型

A class of exact MHD models for astrophysical jets

本文研究了一类新的精确的和自洽的MHD解，它描述了一个磁化的和旋转的中心物体的大气中的稳定的和轴对称的流体磁流出，该物体可能带有一个轨道吸积盘。等离子体由热压力梯度以及磁旋转器和辐射力驱动以对抗重力。在Alfvenic和快速临界点，应用适当的临界条件。流出开始几乎径向，但在阿尔芬过渡和快速临界面之前遇到的磁箍缩力弯曲的极向流线成圆柱形射流型的形状。射流的终端速度、阿尔芬数、横截面积以及其最终压力和密度在距源较远的距离处获得均匀的值。研究的目的是给出一个分析讨论的二维相互作用的热压梯度，重力，洛伦兹力和惯性力在加速和准直的磁流体动力学流。模型的参数研究也给出了，以及其适用性的一个简单的草图，从各种天体物理对象的准直流出的自洽建模。{The分析的模型成功地给出了第一次一个精确的和自洽的MHD解喷流型流出从恒星表面延伸到无限远，它可以是超快的，在协议的MHD因果关系原则。

实验室天体物理学和准直恒星外流：辐射冷却高超音速等离子体喷流的产生

Laboratory Astrophysics and Collimated Stellar Outflows: The Production of Radiatively Cooled Hypersonic Plasma Jets

我们目前的第一个天体物理学相关的实验结果，高度超音速等离子体射流产生通过锥形收敛流。收敛流是由等离子体在细金属丝锥形阵列中的电动加速产生的（丝阵列Z箍缩的修改）。等离子体流在对称轴上的停滞形成了一个直立的锥形激波，有效地使流沿轴向准直。这种情况基本上类似于Canto及其合作者所讨论的天体物理系统中喷流形成的纯流体动力学机制。使用不同的材料（铝，铁和W）的实验表明，一个高度超音速（$M\sim 20$），以及准直射流时产生的等离子体的辐射冷却率是显着的。我们讨论了实验的缩放问题及其对数值代码验证的潜在用途。这些实验还可以直接探索天体物理学相关的问题，如准直，稳定性和喷云相互作用。

非径向和非多变的天体物理流出VI。超压风和急流

Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows VI. Overpressured winds and jets

通过对轴对称等离子体的磁流体动力学（MHD）方程组中的变量进行非线性分离，我们分析了一个精确的磁化和旋转外流模型，该模型在其轴上温度更高，压力更大。这些外流从中心引力源及其周围的吸积盘开始以亚音速和亚阿尔文速度流出。随后，它们通过热加速和磁离心加速，从而越过适当的MHD临界点，达到高的阿尔文马赫数。三种类型的解决方案被发现：（a）准直射流型外流从有效的磁转子与磁环向应力的流动限制;（b）径向膨胀的风型外流类似于太阳风，从低效的磁转子或强烈超压源;（c）终止的解决方案，在梁的宽度的振荡幅度增加。与以前研究的负压外流相比，从准直射流到非准直风的过渡在适当的参数空间中是不连续的，其中没有固定的解决方案是found. Superfast在无穷远的解决方案被过滤的三个临界面对应于三个已知的限制特性或分离线的MHD风理论。准直和终止的解决方案跨越慢，阿尔文和快速磁声临界点。径向扩展的解决方案通过缓慢和阿尔文临界点，而最后的边界条件是强加的，要求压力在无穷远处消失。

三维横向Alfvenic喷流的动力学和结构。II。密度和风的影响

Dynamics and Structure of Three-Dimensional Trans-Alfvenic Jets. II. The Effect of Density and Winds

对强磁化锥形射流进行了两种三维磁流体动力学模拟，一种是极向磁场，另一种是螺旋磁场。在极向模拟中，磁化运动物质的显著鞘（风）发展并部分稳定了螺旋扭曲的射流。基本箍缩模式没有受到类似的影响，在极向模拟中产生了发射结。因此，被外流风包围的天体物理喷流可能会沿着由收缩引发的直线喷流发展出复杂的结构。在螺旋扭曲占主导地位的动力学，磁场方向沿视线可以组织的环形流场伴随螺旋扭曲。在天体物理喷流中，这种结构可能导致沿喷流相邻区域法拉第旋转方向的逆转。理论分析表明，两个模拟的不同的动力学行为可以完全理解为依赖于喷流和风之间的速度切变的结果，喷流和风之间的速度切变必须超过表面Alfven速度之前，喷流变得不稳定的螺旋和高阶模式的喷流畸变。

天体物理喷流的动量传递

Momentum Transfer by Astrophysical Jets

我们已经使用3-D光滑粒子流体动力学模拟研究的基本性质的外流，是由一个原恒星喷流在致密的分子云。喷流/云相互作用的动力学强烈地受到喷流头部弓形激波后面的激波气体冷却的影响。我们表明，这种冷却是非常迅速的，与气体的冷却距离远小于射流半径。因此，虽然环境气体最初被激波后气体的高热压力驱离喷流轴线，但快速冷却降低了压力，外流随后以动量守恒的扫雪方式发展。环境气体的速度在喷头附近很高，但随着更多材料被扫起而迅速下降。因此，这种类型的外流产生极高速度的激波后气体团，类似于外流中看到的特征。我们已经研究了作为射流参数的函数的动量从射流到环境介质的转移。我们表明，一个低的马赫数（<6）射流迅速减慢，因为它夹带周围的材料沿其两侧。另一方面，高马赫数射流的射束被激波后气体的低密度茧状物与周围气体隔开，并且该射流主要在弓形激波处将动量传递给周围介质。因此，在高马赫数喷流中，如来自年轻恒星的喷流，主要的相互作用是在喷流头部的弓形激波处。

无碰撞相对论喷流中粒子加速、磁场产生和伴随发射

Particle Acceleration, Magnetic Field Generation, and Associated Emission in Collisionless 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，活动星系核（AGN）、伽马射线暴（GRB）和银河系微类星体系统通常具有幂律发射光谱。最近使用注入的相对论电子-离子（正负电子）射流的PIC模拟表明，加速发生在下游射流。激波加速是天体物理等离子体中普遍存在的现象。等离子体波及其相关的不稳定性（例如，Buneman不稳定性，其他两个流不稳定性，和韦伯不稳定性）中创建的冲击负责粒子（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。来自偏转电子的"抖动“辐射与同步辐射具有不同的性质，同步辐射假定有均匀的磁场。这种抖动辐射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/或光谱结构可能是重要的。

天体物理喷流的准直--吸积盘磁场分布的作用

Collimation of astrophysical jets - the role of the accretion disk magnetic field distribution

我们应用轴对称MHD模拟研究了吸积盘磁通量分布对喷流准直的影响。使用ZEUS-3D代码修改的磁扩散率，我们的模拟演变从一个初始的流体静力学平衡态在一个无力的磁场。考虑到圆盘极向磁场分布Bp ~ r^{-mu}和圆盘风密度分布rho ~ r^{-mu_rho}的幂律，我们在很宽的参数范围mu和mu_rho上进行了系统的研究。我们发现准直度（轴向和横向的质量流率比）降低陡峭的磁盘磁场档案（增加亩）。改变总磁通量并不改变喷流的准直程度，它只影响喷流演化的时间尺度和喷流的终端速度。作为我们的主要结果，我们发现准直度与磁盘风磁化幂律指数之间的一般关系。由平盘磁场轮廓产生的具有高准直度的流出倾向于不稳定，产生如前所述的轴向传播结。这种非定常特性在mu < 0.4时开始出现，这与流入密度剖面略有不同。我们还进行了人工增强衰减的环形磁场的射流形成的模拟，以研究文献中讨论的纯“极向准直”的想法。这些外流保持弱准直，并以较低的速度传播。由于我们的大数值网格大小（7 x14天文单位的原恒星），我们可以应用我们的研究结果，最近观察到的暗示喷流旋转（DG头）表示一个相对平坦的磁盘磁场配置文件，亩~ 0.5。在一般情况下，我们的结果是适用于恒星和河外源的MHD喷流。

侧风引起的喷流偏转：实验室天体物理学研究

Jet Deflection via Cross winds: Laboratory Astrophysical Studies

我们提供了高能量密度（HED）实验室实验的新数据，这些实验旨在探索高超声速辐射射流与侧风的相互作用。的射流产生的MAGPIE脉冲功率机，其中收敛的锥形等离子体流产生的倾斜线的圆柱对称阵列。辐射高超声速喷流从会聚点出现。侧风是通过等离子体会聚区的软X射线烧蚀塑料箔产生的。我们的实验表明，射流偏转的侧风的作用与偏转的角度依赖于接近的箔。在数据中，射流束内的冲击是明显的。数据分析表明，射流和侧风的相互作用是碰撞的，因此在流体动力学制度。实验的MHD等离子体代码模拟能够恢复实验中看到的偏转行为。我们认为这些实验应用已发表的模型喷流偏转AGN和YSO开发的天体物理相关性。拟合所观察到的射流偏转，这些模型预测的二次轨迹，使我们能够恢复一组等离子体参数与数据一致。我们还提出了使用新的天体物理自适应网格细化代码的喷流偏转的3-D数值模拟的结果。这些模拟表明，梁内发生的高度结构化的冲击与实验中观察到的相似

高能宇宙射线的天体物理起源

Astrophysical Origins of the Highest Energy Cosmic Rays

讨论了高能宇宙射线的潜在天体物理源的理论问题，包括能量收支和粒子逃逸与传播的一些问题。在简要讨论活动星系核喷流和伽玛暴后，我们强调了重核起源于星系团吸积激波的可能性。除了中微子作为源识别的诊断工具的X射线和伽马射线签名的重要性被强调。

具有喷流的脉冲星可能具有动力学上重要的吸积盘

Pulsars With Jets May Harbor Dynamically Important Accretion Disks

对于许多具有喷流的天体物理源，有证据表明盘的同时存在。相比之下，像蟹状星云和船帆座星云这样的恒星虽然有喷流，但还没有发现吸积盘的直接证据。在这里，我们表明，对于这样的脉冲星，一个吸积盘辐射低于可检测的阈值可以同时解释（1）观察到的偏差，从简单的偶极子的制动指数，（2）观察到的脉冲星计时年龄，（3）甚至可能通过磁盘流出的喷流形态，与脉冲星风内，准直和/或重定向。

喷流-云和喷流-星系相互作用引起的喷流偏转

Deflection of jets induced by jet-cloud & jet-galaxy interactions

Raga & Canto（1996）首先提出的模型中，天体物理喷流在穿过等温高密度区域时发生偏转，通过考虑重力对喷流穿过高密度云时运动的影响，该模型得到了推广。这个问题也被概括为相对论性射流中，云引起的引力效应被忽略。进一步的两种情况下，经典和相对论，讨论的情况下，在通过星际气体的星系中，一个暗物质晕占主导地位的引力势的射流被偏转。本文讨论了由于内激波的形成而引起的射流稳定性的判据。

来自吸积盘的相对论喷流

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。

分层射流的Kelvin-Helmholtz不稳定性

Kelvin-Helmholtz instability of stratified jets

本文研究了分层射流的Kelvin-Helmholtz不稳定性。内部组件（核心）由相对论气体组成，以相对论整体速度移动。第二种成分（鞘层或包层）以非相对论速度在核心和外部气体之间流动。这种双组分喷流描述了各种可能的天体物理喷流结构，例如（1）穿透经典电子-质子盘风的相对论性电子-正电子束或（2）束茧结构。我们进行了线性稳定性分析，这样的配置中的流体动力学，平面平行，涡片近似。得到的色散关系的解决方案显示出非常明显的差异，相对于单射流的解决方案。由于声波在片层和外部气体之间的边界处的反射，作为波数的函数的生长速率呈现出特定的振荡模式。过密的薄片可以减缓生长速率并有助于稳定构型。此外，我们得到的结果，即使相对较小的片宽度的片的属性开始占主导地位的射流动力学。这种效应可能具有重要的天体物理学意义，例如关于无线电大声和无线电安静物体之间二分法的起源。

来自天体物理源Charm的高能中微子

High energy neutrinos from charm in astrophysical sources

粲的产生会从天体物理源中产生非常高能量的中微子流，这些天体物理源具有由中央引擎驱动的喷流，例如伽马射线暴或具有喷流的超新星。粲介子半轻子衰变的中微子通量比π介子和K介子衰变的常规通量受到更少的强子和辐射冷却，因此在更高能量下具有主导贡献，与未来的高能中微子实验有关。

弯曲射流中内部shock waves的形成

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。

Magnetic Jets from Swirling Disks

A broad swathe of astrophysical phenomena, ranging from tubular planetary nebulae through Herbig-Haro objects, radio-galaxy and quasar emissions to gamma-ray bursts and perhaps high-energy cosmic rays, may be driven by magnetically-dominated jets emanating from accretion disks. We give a self-contained account of the analytic theory of non-relativistic magnetically dominated jets wound up by a swirling disk and making a magnetic cavity in a background medium of any prescribed pressure, p(z). We solve the time-dependent problem for any specified distribution of magnetic flux P(R,0) emerging fro…

关于MHD风和喷流的中心核

On the central core in MHD winds and jets

我们证明了一维圆柱形式的Grad-Shafranov方程比经典的自相似方程更丰富，更适合于我们观测到的天体物理喷流。特别是，它使我们能够描述流的中心部分（因此也是能量最大的部分）。相对论和非相对论的版本进行了讨论。它示出，考虑到外部介质的有限压力，可以确定的磁通量内的中心核心。我们还发现，对于在原点附近以磁为主的非相对论性流动，只有在射流底部附近存在斜激波的情况下，才能构造出解，而在射流底部附近，附加加热将发生。

脉冲天体物理喷流与小尺度非均匀介质的相互作用

The Interaction Between a Pulsed Astrophysical Jet and Small-Scale Heterogeneous Media

我们已经进行了2D流体动力学模拟脉冲天体物理射流传播通过介质，填充与球形不均匀性，或“团块”，这是小于射流半径。可以看出，团块以几种方式影响射流，例如阻碍射流传播和使射流偏离轴线。虽然有一些争论，这些类型的凝聚在ISM或分子云中的流行，探索这一区域的参数空间，但都显示了这些团块破坏天体物理喷流的潜力，并产生恢复赫比格-哈罗天体最近的观测方面的结果。我们发现，射流的传播和涡诱导的团块/环境介质中的相关性以及与“动态填充函数”$f_d$在所有的模拟。

开普勒MHD喷流的结构与稳定性

Structure and Stability of Keplerian MHD Jets

MHD射流平衡，取决于源的属性得到使用一个简化的模型为固定的，轴对称的和旋转的磁化流出。目前的旋转定律比以前考虑的更复杂，包括开普勒圆盘。随之而来的射流有一个密集的，载流的中央核心，周围环绕着一个带有回流的外圈。射流的中间部分几乎没有电流，并且是磁性主导的。大部分动量位于致密核心的轴周围，该区域可能主导射流的动力学。我们解决的线性稳定性和非线性发展的不稳定性，我们的模型，使用分析和2.5-D数值模拟的。在模拟中看到的不稳定性发展的波长和增长时间，以及匹配的稳定性分析。在这项工作中探索的模式可能会提供一个自然的解释，在天体物理喷流中观察到的结。

相对论对喷流中粒子加速、磁场产生和发射

Particle acceleration, magnetic field generation, and emission in relativistic pair jets

激波加速是天体物理等离子体中普遍存在的现象。等离子体波及其相关的不稳定性（例如，Buneman，Weibel和其他双流不稳定性）在无碰撞冲击中产生，负责粒子（电子，正电子和离子）加速。利用三维相对论电磁粒子（REMP）程序，研究了相对论性喷流前沿传播到环境等离子体中的粒子加速。我们发现，韦伯不稳定性的增长时间与射流的洛伦兹因子成正比。模拟结果表明，在无碰撞冲击波阵面中产生的韦伯不稳定性加速了射流和周围的粒子垂直和平行于射流传播方向。

天体物理剪切流中的粒子加速

Particle acceleration in astrophysical shear flows

我们考虑相对论天体物理流中由于速度剪切而引起的粒子加速度。本文用微观方法讨论了非相对论速度场的基本物理图象和幂律动量谱的形成。我们确定了相对论天体物理喷流中剪切加速的可能位置，并分析了它们相关的加速时间尺度。它示出特别是，对于一个平均散射时间$τ$缩放与陀螺仪半径，逐步剪切的加速时标以相同的方式作为同步加速器冷却时标，使损失可能不再能够停止加速，一旦它已经开始有效地工作。最后，结合类星体3C~273中的相对论性喷流讨论了剪切加速的可能作用。

相对论对喷流驱动的韦伯不稳定性：粒子加速、磁场产生和发射

Weibel Instability Driven by Relativistic Pair Jets: Particle Acceleration, Magnetic Field Generation, and Emission

激波加速是天体物理等离子体中普遍存在的现象。等离子体波及其相关的不稳定性（例如，Buneman，Weibel和其他双流不稳定性）在无碰撞冲击中产生，负责粒子（电子，正电子和离子）加速。利用三维相对论电磁粒子（REMP）程序，研究了相对论性喷流前沿传播到环境等离子体中的粒子加速。我们发现电子-正电子喷注中的韦伯不稳定性的增长时间不受（电子-正电子或电子-离子）环境等离子体的影响。然而，在电子-离子环境等离子体中产生的局部磁场的幅度明显大于在电子-正电子环境等离子体中产生的局部磁场的幅度。

二维天体物理喷流模拟的可靠性：关于代码间可靠性和数值收敛

Reliability of astrophysical jet simulations in 2D: On inter-code reliability and numerical convergence

在本文中，我们研究收敛行为和内部的可靠性天体物理喷流模拟轴对称。我们认为，纯流体动力射流和射流与动态显着的磁场。选择的设置与其他两篇出版物的设置相匹配，并使用MHD代码NIRVANA重新计算。我们表明，NIRVANA和其他两个代码提供可比的，但不相同的结果。我们发现，流体动力学射流模拟的一些全局特性，例如，弓激波速度，收敛于100点每束半径（ppb）与NIRVANA。打开环形磁场后，情况完全不同：在这种情况下，即使在10 ppb时，全局特性也会收敛。在这两种情况下，内部喷流结构的细节，特别是终端激波区域仍然没有得到充分的解决，即使在我们的最高分辨率70 ppb的磁化情况下和400 ppb的纯流体动力射流。在我们的最高分辨率模拟的情况下，我们可以报告两个新的功能：第一，小规模的开尔文-亥姆霍兹不稳定性激发在接触不连续旁边的射流头。这减缓了长波长开尔文-亥姆霍兹不稳定性及其湍流级联向更小波长的发展。第二，喷射头发展瑞利-泰勒不稳定性，其设法以分辨率从环境介质中夹带越来越多的质量。在我们的最高分辨率模拟中，该区域在轴向方向上延伸超过2个射流半径。

类星体喷流是由坡印廷通量支配的吗？

Are quasar jets dominated by Poynting flux?

相对论性天体物理喷流的形成大概是由穿过吸积盘和中心快速旋转物体的磁场介导的。当它被磁应力加速时，射流的动能通量以其坡印亭通量为代价而增长。然而，目前还不清楚从磁能到动能的转换效率如何，以及是否有任何观测到的这一过程的特征。我们解决这个问题的背景下，在类星体的喷气机。从所有的空间尺度的数据，我们表明，在这些对象的转换从坡印廷通量为主的物质为主的喷流是很可能发生更接近的黑洞比该地区观察到的耀变体的多普勒增强辐射产生。我们简要讨论了耀变体活动可能由全球MHD不稳定性引起的可能性，例如，通过产生局部速度梯度，导致冲击或磁重联等耗散事件，在这些事件中发生相对论粒子的加速和非热耀斑的产生。