Cosmic ray acceleration at supergalactic accretion shocks: a new upper energy limit due to a finite shock extension
超星系尺度结构的吸积流伴随着大的空间尺度激波。这些冲击被假定为超高能宇宙射线的可能来源。最高的粒子能量预计垂直激波配置在所谓的“Jokipii扩散极限”,涉及弱湍流条件下的大规模磁场嵌入吸积等离子体。对于这样的配置,我们讨论的过程限制的最高能量,粒子可以获得在一阶费米加速过程中,由于有限的冲击扩展到两侧,沿和跨越平均磁场。沿着激波结构的宇宙线外流可以大大降低(质子低于~10^18 eV)超星系激波条件下的粒子能量上限。
2002-03-07 astro-ph
Non-axisymmetric instabilities in shocked accretion flows with differential rotation
在无粘极限下研究了黑洞上激波等温吸积流的线性稳定性。外激波的解,这是以前发现的轴对称扰动是稳定的,但是,一般是不稳定的非轴对称的。通过线性化方程的数值积分得到本征模和增长率。这种不稳定性的机制是基于声波在它们的共转半径和激波之间的循环。它是Papaloizou-Pringle不稳定性的一种形式,通过平流和激波的存在而改变。因此,它可以推广到非等温激波吸积流。作为不稳定性的副产品,激波会产生斑点和涡流。
2003-07-02 astro-ph
The Wardle Instability in Interstellar Shocks: II. Gas Temperature and Line Emission
我们已经模拟了不稳定C型激波中的气体温度结构,并利用Stone(1997)进行的Wardle不稳定性的数值模拟,得到了由此产生的CO和H2旋转谱线发射的预测。我们获得了中性Alfvenic波马赫数10和速度20或40公里/秒的激波中气体温度分布以及H2和CO谱线发射的结果,其中Wardle不稳定性已经饱和。虽然Wardle不稳定性深刻地影响了C型激波后面的密度结构,但大多数激波激发的分子线发射产生于不稳定性影响最强的区域上游。因此,Wardle不稳定性有一个相对较小的影响整体气体温度分布-和发射线频谱-C型冲击,至少在我们已经考虑的情况下。
1997-04-22 astro-ph
The Structure and Emission of the Accretion Shock in T Tauri Stars II: the Ultraviolet Continuum Emission
我们比较吸积激波模型与前主序星的光学和紫外光谱,(1)使第一次测定的吸积率在中等质量的金牛座T星的连续辐射,(2)获得改进的估计的吸积率和连续金牛座T星的吸收。我们的方法扩展了由Calvet和Gullbring开发的冲击模型,使光学和档案国际紫外线探测器紫外光谱的比较。我们发现很好的协议之间的观测和模型的预测,支持磁层吸积冲击的基本模型,以及以前的测定吸积率和星际红化的低质量金牛T星。中等质量金牛座T星的吸积率与通过使用近红外氢线强度的其他方法获得的值非常一致(Muzerolle等人,1998)。
2000-08-14 astro-ph
Inelastic Neutrino-Helium Scatterings and Standing Accretion Shock Instability in Core-Collapse Supernovae
我们提出的数值实验的结果,在其中,我们已经调查的非弹性中微子氦相互作用的影响,应该发生在反弹后超新星核心的常设吸积激波不稳定性。对吸积流通过驻存吸积激波作用于质子中子星的轴对称流体动力学模拟表明,相互作用相对较小,激波不稳定性的线性增长几乎不受影响。在不稳定性进入非线性区域后,非弹性反应产生的额外加热对激波的复苏变得重要,但只有当中微子光度非常接近临界值时,激波才会在没有相互作用的情况下复苏。我们还研究了微扰初始振幅和μ、τ中微子温度对结果的依赖性。
2006-06-08 astro-ph
Analytic Approach to the Stability of Standing Accretion Shocks: Application to Core-Collapse Supernovae
我们探讨了一个分析模型的吸积激波后反弹阶段的核心坍缩超新星爆炸。我们发现增长振荡的冲击在l=1和l=2模式,与现有的各种数值模拟。对于适度的值的外吸积激波的内边界的激波流的比例,不稳定性似乎来自于被困声波的增长,而在较高的值,激波后平流显然发挥了作用。因此,这里描述的模型可能与最近由Blondin和Mezzacappa以及Foglizzo及其合作者提出的不同的不稳定机制有关。
2007-01-09 astro-ph
Smoothed Particle Hydrodynamics Confronts Theory: Formation of Standing Shocks in Accretion Disks and Winds Around Black Holes
本文给出了薄吸积盘和风的数值模拟结果。为此,我们使用平滑粒子流体动力学(SPH)技术。我们表明,模拟同意与最近的理论工作的冲击形成。最重要的结论是无粘流中的激波是极其稳定的。对于第一次,我们的工作也消除了在绝热流中的冲击的位置和稳定性方面的模糊性。
1993-10-27 astro-ph
Radiative Shocks in Rotating Accretion Flows around Black Holes
众所周知,黑洞周围旋转的无粘吸积流在适当的注入参数下,通过外音速点后,可在靠近黑洞的地方形成激波,并可被离心力阻止。我们研究数值这样的冲击波在一维和二维吸积流,考虑到冷却和加热的气体和辐射传输。数值结果表明,与绝热解相比,激波位置向外移动,且环境密度越稀薄,激波位置越向外。在二维流中,我们发现了一个中频QPO行为的激波位置,观察到的黑洞候选人GRS 1915+105。
2004-04-21 astro-ph
Non-axisymmetric instabilities in shocked adiabatic accretion flows
研究了绝热极限下黑洞上激波吸积流的线性稳定性。我们的线性分析和数值计算表明,尽管激波后减速,激波一般是不稳定的非轴对称扰动。Molteni、Tóth和Kuznetsov的模拟结果可以用我们的线性本征模很好地解释。这种不稳定性的机制被证实是基于声波的周期之间的共转半径和冲击。我们得到一个解析公式来计算振荡周期的物理参数的流动。我们认为,准周期振荡是有角动量吸积流中的一种普遍现象。
2005-11-08 astro-ph
Inertial Instability of Accretion Disks with Relativistic Electrons
我们表明,吸积盘与相对论热电子耦合到冷离子是受到惯性型的不稳定性,其中电子和离子之间的运动阻力产生径向加速的电子。
2000-05-23 astro-ph
The Wardle Instability in Interstellar Shocks: I. Nonlinear Dynamical Evolution
利用含时磁流体动力学方法研究了弱电离等离子体中不稳定C型激波的非线性演化。这项研究仅限于磁主导等离子体中的冲击(其中中性粒子的阿尔文速度大大超过声速),并且没有遵循电离和复合等微物理过程。平面垂直和倾斜的C型冲击的二维模拟,和一个垂直的冲击的全三维模拟。
1997-04-23 astro-ph
Diffusive Shock Acceleration with Magnetic Amplification by Non-resonant Streaming Instability in SNRs
我们研究了Bell(2004)提出的非共振流动不稳定性条件下的扩散激波加速。通过对磁场放大的MHD数值模拟,结合对宇宙线加速的解析处理,我们可以计算出被高速超新星激波加速的粒子的最大能量。给出了Cas A、Kepler、SN 1006和Tycho历史超新星遗迹的估计。我们还发现,放大的磁场的取向优先垂直于冲击波前下游的快速冲击。这解释了在年轻超新星遗迹中观测到的径向磁场的起源。
2008-01-29 astro-ph
Entropic-Acoustic instability in shocked accretion flows
一个新的不稳定机制,描述了在吸积流的气体是从一个固定的冲击加速到音速表面。这种不稳定性是基于流动的亚音速区域中声波和熵波的循环。当平流对流向内时,熵扰动触发声波向外传播。如果在外边界处存在激波,则到达激波的声波产生新的熵扰动,从而在激波和声表面之间产生熵声循环。声学和熵扰动的相互作用估计分析使用一个简化模型的基础上紧凑的喷嘴近似。根据这个模型,如果声表面处的声速显著超过冲击后即刻的声速,则熵声循环是不稳定的。增长率的尺度就像从外激波到音速点的平流时间的倒数。最不稳定扰动的频率与折射截止频率相当,折射截止频率定义为向内传播的声波明显向外折射的频率。这种一般机制应该发生在Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积,也在冲击吸积盘。
2000-09-13 astro-ph
Internal Shocks in the Magnetic Reconnection Jet in Solar Flares: Multiple Fast Shocks Created by the Secondary Tearing Instability
诸如{ \it Yohkoh}和{ \it RHESSI}等空间太阳飞行任务观测了脉冲太阳耀斑中高能电子发射的硬X射线和伽马射线。然而,它们的抑制机制尚不清楚。在本文中,我们认为内激波是在重联喷流中产生的,它们是粒子加速的可能场所。我们研究如何磁重联创建的多个冲击进行二维电阻磁流体动力学模拟。在本文中,我们使用一个非常小的网格来解决扩散区域。结果发现,由于撕裂不稳定性,电流片变薄,并坍缩为Sweet-Parker片。薄板的不稳定性是由二次撕裂不稳定性引起的。快速重联开始于二次撕裂不稳定性后立即出现的异常电阻率。在突发的、随时间变化的磁重联过程中,二次撕裂不稳定性在异常电阻率增强的扩散区继续存在。结果,在重联喷流中产生了许多弱激波。这种情况产生了动荡的重新连接。我们认为,多个快速冲击中创建的射流和高能电子可以通过这些冲击加速。
2005-04-04 astro-ph
The Density Spike in Cosmic-Ray-Modified Shocks: Formation, Evolution, and Instability
我们研究的形成和演化的密度增强(密度尖峰),出现在下游的强,宇宙射线修改的冲击。这一特征是由宇宙射线激波前体/气体次激波组合对气流的暂时性过度压缩造成的。密度尖峰的形成,预计每当宇宙射线压力的冲击修改强烈增加。例如,对于新产生的强激波或遇到外部密度较高的区域的宇宙射线修正激波,可以预期会发生这种情况。尖峰内的预测质量密度随着激波马赫数和宇宙射线压力更占主导地位的激波而增加。我们发现这个尖峰是线性不稳定的修改瑞利-泰勒不稳定性标准下,在其形成的早期阶段。我们确认这种不稳定性数值计算使用两个独立的代码的基础上的双流体模型的宇宙射线传输。这些二维模拟表明,不稳定性的增长在早期阶段的冲动,然后放缓的总压和气体密度梯度的下降。观测发现激波后面的这种不稳定密度尖峰,可能是通过放大的磁场增强的无线电发射,这将为存在强烈的宇宙射线修改激波结构提供证据。
1996-12-09 astro-ph
Properties of Accretion Shock Waves in Viscous Flows Around Black Holes
具有低角动量和低粘度的吸积流可具有驻激波。这些激波是由于气流中存在多个音速点而产生的。我们研究的参数空间中的多个音速点发生在粘性流在没有冷却的区域。我们还分离的区域,允许稳定的冲击和振荡冲击的参数空间。我们量化的两个临界粘度分离的流动拓扑结构的性质。激波后区域更热,它发出更硬的X射线,振荡激波引起振荡X射线强度,从而产生准周期振荡。我们发现,随着粘性参数的增加,激波总是向黑洞靠近。这意味着随着粘度的增加,准周期振荡频率增强
2004-02-24 astro-ph
Oblique Ion Two-Stream Instability in the Foot Region of a Collisionless Shock
采用二维线性分析和静电粒子模拟方法研究了高马赫数垂直激波根部无碰撞等离子体的静电行为。模拟是双周期的,并作为脚的情况的代理。对具有反射质子束的较冷非磁化等离子体的线性分析表明,倾斜传播的Buneman不稳定性被强烈激发。我们还发现,当电子温度远高于质子温度时,最不稳定的模式是高度倾斜传播的离子双流不稳定性,通过背景质子和束质子的离子等离子体振荡之间的共振激发,而不是离子声学不稳定性,这是占主导地位的平行传播。为了研究离子双流不稳定性的非线性行为,我们对初始态满足Buneman不稳定性条件的激波足区进行了PIC模拟。在第一阶段,静电波通过布尼曼不稳定性二维增长以加热电子。在第二阶段,高度倾斜的离子双流不稳定性增长,主要加热离子。这一结果与以前基于一维模拟的研究相反,因为离子声不稳定性进一步加热电子。这一结果表明,考虑离子双流不稳定性与激波法线的高度倾斜传播,可以解决超新星遗迹中激波电子过热问题,多维分析对理解激波中粒子加热和加速过程至关重要。
2008-08-23 astro-ph
Searching evidences for spiral shocks in the quiescent accretion disk of U Gem
我们发现铀宝石的静态吸积盘具有复杂的结构。沿着起源于气流和圆盘粒子之间相互作用区域的亮点,也有螺旋激波的明确迹象。多普勒图和发射谱线的峰分离的变化是指示性的。
2004-02-02 astro-ph
Viscosity Prescriptions in Accretion Disks with Shock Waves
本文利用光滑粒子流体动力学研究了粘性、等温、旋转、薄的轴对称吸积盘围绕致密天体的演化。我们强调不同的粘度处方的选择对角动量的演变,以及其他物理量的磁盘的影响。我们表明,流与Shakura-Sunyaev粘度处方可能只产生{ \it剪切}冲击,其中的角动量的变化显着的冲击。我们提出并研究了其他处方的粘度,使角动量连续的冲击波的影响。一般来说,可以观察到,与无粘性流中的激波相比,粘性小的流中的激波较弱,形成得较远,且较宽。如果粘度高,则根本不会形成冲击。流动在整个圆盘中保持亚音速和开普勒,只有在非常接近视界时才变成超音速。
1994-06-18 astro-ph
Numerical simulations of the Accretion-Ejection Instability in magnetised accretion disks
利用磁化吸积盘内部区域的二维全局模型,数值研究了Tagger & Pellat(1999)描述的吸积-抛射不稳定性(AEI)。磁盘最初是无电流的,但通过外部电流产生的垂直磁场穿过,并在流动中冻结。与该理论一致,当磁场与盘的热压力均分时,会产生一种螺旋不稳定性,这种不稳定性在许多方面与自引力盘中观察到的不稳定性相似。流动中的扰动会产生电流,并在磁盘内产生扰动磁场。本文的非线性模拟给出了很好的证据,证明了这种不稳定性可以发生在吸积盘的内部区域,并产生吸积的气体和垂直的磁通量向中心对象,如果平衡的径向分布的密度和磁通量超过一个临界阈值。
2001-01-17 astro-ph
Funnel-flow accretion onto highly magnetized neutron stars and shock generation
本文对强磁化中子星上的稳态漏斗流吸积进行了新的研究,包括激波产生的全面处理。作为第一步,我们采用一个简化的模型,考虑牛顿理论内的流动和忽略辐射压力和冷却。该流动从吸积盘开始,然后沿着磁场线,在磁极上形成跨音速漏斗流。在气流的某一点会发生一个静止激波,在此之外,物质会以亚音速的方式以高压和高密度的方式吸积到恒星上。我们计算的位置的驻激波和所有其他功能的流动内的假设,我们的模型。应用观察到的X射线光谱仪进行了讨论。
2008-04-18 astro-ph
Bending Instability of an Accretion Disc Around a Black Hole
我们表明,一般的吸积盘周围的紧凑的对象可能有一种新的类型的不稳定性,吸积流不需要相对于赤道面对称,即使当物质是对称的更远。我们发现,这种行为主要是由于相互作用的传出物质反弹的离心屏障和传入的吸积。我们相信,X射线的可变性可以通过这种不稳定性来发展。
2001-10-31 astro-ph
Instabilities of Spiral Shocks I: Onset of Wiggle Instability and its Mechanism
我们发现,在非轴对称势引起的等温气体圆盘中的松散缠绕的螺旋激波是流体动力学不稳定的,如果冲击足够强。使用三种不同的数值方案,即AUSM,CIP和SPH,高分辨率,全球流体动力学模拟显示类似的尾螺旋激波的螺距角大于10度摆动,和团块的发展在激波压缩层。数值模拟还显示了清晰的波峰,与螺旋激波的波纹。螺旋激波在刚性旋转圆盘中比在平面旋转圆盘中更不稳定。这种不稳定性可能是在螺旋星系中观察到的螺旋臂二级结构的起源,即马刺/鳍。尽管有这种局部的不稳定性,但气体的整体螺旋形态在许多旋转周期中都保持着。激波后面剪切层中的Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性是蠕动不稳定性的一种可能机制。K-H稳定性的Richardson判据表示为马赫数、俯仰角和背景螺旋势强度的函数。该判据表明,螺旋激波具有较小的螺距角和较小的马赫数将更稳定,这与数值结果是一致的。
2003-12-06 astro-ph
On the Decelerating Shock Instability of Plane-Parallel Slab with Finite Thickness
研究了有限厚度激波压缩层的动力稳定性。它的特点是自重,结构和冲击条件的表面压缩层。在冲击层的一侧,其表面状态由冲压压力决定,而在另一侧,热压力支持其结构。当冲压压力占主导地位的热压力,我们预计减速的冲击层。特别是,在本文中,我们研究如何分层的减速层有其动力稳定性的影响。进行线性微扰分析,一个{ \it更一般}的色散关系比以前得到的作者之一。它给了我们一个关于减速层稳定性的有趣信息。重要的是,DSI(减速冲击不稳定性)和引力不稳定性总是不相容的。我们还考虑了冲击层的演化效应。在其发展的早期阶段,只有DSI发生。相反,在后期阶段,冲击层可能由于DSI(小尺度)和引力不稳定(大尺度)而不稳定。此外,我们还发现在DSI和引力不稳定性的不稳定波数范围之间存在一个稳定的波数范围。这些稳定的模式表明DSI的减速板片的破碎无效。
1999-11-24 astro-ph
Spiral shocks in the accretion disc of IP Peg during outburst maximum
针对我们最近发现的IP Peg在上升到爆发期间的吸积盘中的螺旋臂,我们获得了IP Peg在爆发最大期间的时间分辨分光光度法。特别是,间接成像的HeII 4686,使用多普勒断层扫描,显示一个双臂螺旋图案的光盘图像,这证实了重复性在不同的爆发。HeII强度(两倍以上)和速度(~200- 300 km/s)的跳跃澄清了螺旋结构的冲击性质。HeII激波的方位角范围约为90度,发射率为V^{-1},张角上限为30度,通量贡献为总盘发射的15%。我们讨论的结果,鉴于最近的模拟吸积盘表明,螺旋激波可以提高吸积盘的第二颗星。
1999-03-30 astro-ph
Cluster Accretion Shocks as Possible Acceleration Sites for Ultra High Energy Protons below the Greisen Cutoff
对宇宙大尺度结构的三维流体动力学模拟表明,在一维焦散线的引力坍缩过程中会形成吸积激波,在焦散线交叉处形成的星系团被这些吸积激波所包围。在$Ω=1$ CDM宇宙中,激波的速度和曲率半径估计分别为1000-3000 \kms和大约5 Mpc。假设高能质子通过一阶费米过程被这些吸积冲击加速,并通过玻姆扩散模拟冲击周围的粒子输运,我们建议质子可以被加速到$6\times 10^{19}$ eV附近的{ \it Greisen截止能量},只要冲击周围区域的平均磁场强度至少为微高斯量级。我们还估算了从室女星系团到地球的质子通量。假设下落物质的冲压压力的几(1-10)%将转移到宇宙射线,估计的$ E \sim 10^{19}$ eV的通量与观测结果一致,因此这样的集群可能是UHE CR的合理来源。
1995-07-29 astro-ph
Dissipative accretion flows around a rotating black hole
本文研究了旋转黑洞周围以冷却为主的旋转吸积流的动力学结构。我们表明,非线性现象,如冲击波可以研究的只有三个流动参数,即,比能量(${\cal E}$),比角动量($λ$)和吸积率(${\dot m}$)的流量。我们提出了所有可能的吸积解决方案。我们发现在${\cal E}-λ$平面上的参数空间的一个重要区域允许全局吸积激波解。当流动无耗散时,Rankine-Hugoniot激波可能出现的参数空间的有效面积最大。随着冷却效果的增强,其强度逐渐减小,当冷却程度足够高时,其强度逐渐消失。我们表明,冲击形式进一步远离时,黑洞旋转相比,解决方案周围的史瓦西黑洞具有相同的流动参数在一个大的距离。然而,在标准化的意义上,在旋转的黑洞周围形成激波的流动参数是在离黑洞较近的地方产生的激波。激波的位置也由冷却效率决定,因为吸积率(${\dot m}$)越高,激波位置越近。我们认为,某些高频准周期振荡可能是由于旋转黑洞周围的吸积率较高的流动所致。
2008-06-12 astro-ph
Properties of Accretion Shocks in Viscous Flows with Cooling Effects
低角动量吸积流可以有驻波和振荡激波。我们研究的区域中的参数空间中的多个音速点发生在粘性流中存在的各种冷却效应,如韧致辐射和康普顿化。我们还量化的参数空间中的冲击是稳定的或振荡。我们发现,冷却引起的效果相反,加热粘度,即使在修改的拓扑结构的解决方案,虽然一个永远不能完全平衡,由于其不同的依赖于动力学和热力学参数。我们表明,超过一个临界值的冷却,流量不再包含冲击波。
2004-09-28 astro-ph
Isothermal Shock Formation in Non-Equatorial Accretion Flows around Kerr Black Holes
我们探讨了非赤道,绝热吸积流到旋转黑洞的等温激波的形成,与可能的应用到一些活动星系核(AGN)。等温激波跳跃条件以及规则性条件,以前开发的一维(1D)在赤道面的流动,扩展到二维(2D),非赤道流,探索可能的几何效应。在广义相对论的背景下,这些条件下的基本流体动力学方程的自洽求解,探索形成稳定的等温冲击。我们发现,强烈的冲击形成在赤道平面以上的各个位置,特别是在一个快速旋转的黑洞周围的Escherde流(而不是史瓦西黑洞)。一般发现逆行流发展为较弱的冲击。在较冷的吸积盘上方的非赤道热流中,激波的能量耗散可能为一些活动星系核中经常观察到的再加工特征,如铁荧光线,提供了一个有吸引力的照明源。
2004-05-13 astro-ph
Multi-transonic Black Hole Accretion Discs with Isothermal Standing Shocks
在这项工作中,我们想解决的问题,激波形成的黑洞吸积盘。我们提供了一个{ \it广义双参数解方案}的多跨音速,吸积和Schwarzschild黑洞周围的风,主要集中在吸积的解决方案,其中可能包含稳定的,常设的等温冲击。这种激波通过在激波位置耗散能量来保持流动温度。与该领域以前的工作不同,我们的计算{ \it not}限于任何特定类型的后牛顿引力势,相反,我们使用{ \it all}可用的伪Schwarzschild势,仅根据流动温度$T$和比角动量来建立和求解吸积和风的方程流的$λ$。我们的广义形式主义确保了激波的形成不仅仅是一种特定类型的引力势的人工制品,而是包含所有可用的黑洞势表明了一个大大扩展的参数空间区域,允许激波形成的可能性。因此,我们得出的结论是,在旋转,平流吸积流动的等温流体周围的非旋转天体物理黑洞的驻波是必不可少的成分。本文所讨论的激波类型可能看起来是“明亮的”,因为激波时有大量的能量耗散,而为了保持等温性而迅速消除这种能量可能会为最近观测到的从银河系中心出现的强烈X射线耀斑提供动力。讨论的结果与其他天体物理现象的相关利益,如银河系黑洞候选人的QPO行为。(节录)。
2003-04-03 astro-ph
A Gravitational Instability-Driven Viscosity in Self-Gravitating Accretion Disks
我们从自引力吸积盘中的引力不稳定性导出了一个粘性,它具有解释观测到的高红移类星体中第一个超大质量黑洞的快速形成和黑洞质量分布的宇宙学演化所需的性质。
2006-11-04 astro-ph
Signatures of Accretion Shocks in Broadband Spectrum of Advective Flows Around Black Holes
本文计算了离心压力支持的激波对主要由低角动量物质组成的吸积盘发射光谱的影响。电子被吸积激波非常有效地加速,并获得幂律分布。被加速的粒子在与气体均分的随机磁场的存在下依次发射同步辐射。与质子相比,这些软光子对电子的有效冷却降低了其温度。我们用康普顿化、韧致辐射和同步辐射等方法研究了宽带光谱的性质。然后,我们表明,可能有两个交叉点在宽带频谱,一个附近的$\sim 10 keV$和其他$\sim 300-400$千电子伏。
2005-01-14 astro-ph
Hard X-ray and Gamma-ray Emission Induced by Ultra-High Energy Protons in Cluster Accretion Shocks
所有质量足够大的星系团都被强烈的吸积激波所包围,在合理的条件下,质子可以被加速到$\sim 10^{18}$ - $10^{19}$ eV。这些质子与宇宙微波背景相互作用,有效地产生非常高能量的电子-正电子对,然后辐射同步加速器和逆康普顿辐射,分别在硬X射线和TeV伽马射线能量处达到峰值。其特征在于硬光谱(光子指数$\sim 1.5$)和空间分布跟踪吸积冲击,这些可以支配其他非热成分取决于冲击磁场。HESS和其他切伦科夫望远镜可能会探测到来自附近星系团的TeV辐射,尽管它具有扩展的性质。硬X射线可能会被未来的成像设备如NeXT观测到,也可能被ASTRO-E2/HXD观测到。这样的探测不仅可以提供超高能质子加速的清晰信号,而且也是对吸积激波本身以及星系团最外层区域磁场的重要探测。
2005-06-05 astro-ph
Numerical simulations of the accretion-ejection instability
利用磁化吸积盘内区的二维全局模型,数值研究了吸积-抛射不稳定性(AEI)。磁盘最初是无电流的,但由外部电流产生的外部垂直磁场穿过,并在流动中冻结。与该理论一致,当磁场与盘的热压力接近均分时,会产生一种螺旋不稳定性,这种不稳定性在许多方面与自引力盘中观察到的不稳定性相似,但由磁应力驱动。目前的非线性模拟给出了很好的证据,这种不稳定性可以发生在吸积盘的内部区域。
2000-11-17 astro-ph
Non-radial instability of stalled accretion shocks: advective-acoustic cycle
在II型超新星核塌缩的背景下研究了停滞吸积激波的线性稳定性。我们专注于一个特定的不稳定机制的基础上耦合的声学扰动平流(涡度,熵)。这种对流声循环发生在激波和新生的中子星之间。绝热和非绝热过程都可能对这种耦合有贡献,但在第一种方法中只考虑绝热过程。绝热不稳定性的增长时间与平流时间相似,并且由低阶模l= 0,1,2主导。Blondin等人(2003)发现的非径向模式(l= 1,2)不稳定,可能与这种机制有关。
2003-08-29 astro-ph
Mass Outflows from Dissipative Shocks in Hot Accretion Flows
我们考虑静止的,轴对称的流体动力学吸积流克尔几何。作为一个合理的手段,有效地分离一个小人口的非热粒子从散装吸积流,我们调查的形成常设耗散冲击,即冲击的能量,角动量和质量通量的一部分不参与的冲击过渡的流,吸积到紧凑的对象,但失去了准直(射流)或uncollimated(风)流出。的质量损失分数(在冲击波前)被发现在很宽的范围内(0 - 95%),这取决于流的角动量和能量。另一方面,对于流向非旋转黑洞的情况,相关的能量损失分数似乎相对较低(<1%),而对于流向快速旋转黑洞的情况,该分数可能高出一个数量级(<10%)。通过对典型活动星系核的质量吸积率估算出外流粒子的逃逸速度,我们发现在非旋转的黑洞周围的盘中,近10%的吸积质量可以逃逸形成外流,而在快速旋转的黑洞周围的盘中,多达50%的吸积质量可以形成外流.在磁盘喷流范例的背景下,我们的模型表明,冲击驱动的吸积外流可以发生在区域不太远的中央引擎。我们的研究结果意味着,在某些条件下的冲击波前可以作为一个合理的网站(非热)种子粒子的流出(喷气机/风)有效地去耦散装吸积。
2007-07-13 astro-ph
We present results of numerical simulation of inviscid thick accretion disks and wind flows around black holes. We use Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) technique for this purpose. Formation of thick disks are found to be preceded by shock waves travelling away from the centrifugal barrier. For a large range of the parameter space, the travelling shock settles at a distance close to the location obtained by a one-and-a-half dimensional model of inviscid accretion disks. Occasionally, it is observed that accretion processes are aided by the formation of oblique shock waves, particularly in …
1993-10-27 astro-ph
Ionisation Structure in Accretion Shocks with a Composite Cooling Function
我们已经调查了电离结构的磁激变变量使用的分析密度和温度结构模型中,由于韧致辐射和回旋冷却的影响被认为是冲击后的区域。我们发现,在大多数的冲击加热区域,H-和He-样线的重元素发射,碰撞电离和电晕条件近似是合理的。我们已经计算出的线发射率和离子化配置文件的铁作为一个功能的高度内的后冲击流。对于低质量的白矮星,线发射发生在激波附近。对于高质量的白矮星,大部分的线辐射发生在激波下方的区域,因此对激波温度的敏感性较低。因此,谱线比对于确定低质量白矮星的白矮星质量是有用的,但是当白矮星质量很大时,这种方法就不那么可靠了。然而,线谱可用于绘制激波后吸积流的流体动力学结构。
2001-06-04 astro-ph
An accretion model for the growth of the central black hole associated with ionization instability in quasars
提出了一个与类星体盘电离不稳定性相关的吸积模型,讨论了宿主星系中心黑洞的生长,其中黑洞与宿主星系核球的质量比是该模型的自然结果.
2002-11-19 astro-ph
Thermal and Viscous Instability of Accretion Disc in AGN
标准的吸积盘在一定的温度范围内是热不稳定和粘滞不稳定的。在盘的内部区域,可能会发展辐射压力驱动的不稳定性,这可能与活动星系核在紫外波段的快速变化有关。在外盘发展出电离不稳定性,类似于激变变星,但在更长的时间尺度上运行。由于这个过程,吸积盘的光谱不同于静止的光谱。
2000-08-23 astro-ph
The Spherical Accretion Shock Instability in the Linear Regime
我们使用时间相关的,轴对称的,流体动力学模拟研究的线性稳定性的停滞,球形吸积冲击,出现在反弹阶段的核心坍缩超新星。我们表明,这种吸积冲击是稳定的径向模式,与Houck和Chevalier的线性稳定性分析密切一致的衰减率和振荡频率。对于非球形扰动,我们发现,l=1模式总是不稳定的适当的核心坍缩超新星的参数。我们还发现,l=2模式是不稳定的,但通常具有小于l=1的增长率。此外,l=1模式是唯一的模式过渡到一个非线性阶段,在我们的模拟。这一结果提供了一个可能的解释,在许多核心坍缩超新星的二维模拟中看到的l=1的“晃动”模式的主导地位。
2005-07-07 astro-ph
Magnetic field generation in relativistic shocks - An early end of the exponential Weibel instability in electron-proton plasmas
我们讨论了相对论激波中质子韦伯不稳定性产生的磁场,这种情况适用于伽马射线暴火球模型中的外部激波,也可能适用于内部激波。我们的分析估计表明,线性阶段的不稳定性结束之前,它已经转换了相当大的一部分的能量在质子束到磁能:转换效率是小得多(数量级m_e/m_p)在电子-质子等离子体比在对等离子体。我们发现这个估计通过模拟的等离子体在冲击过渡区与水袋动量分布的质子和背景的热电子。对于超相对论冲击波,我们发现产生磁场的最有效模式的波长等于电子趋肤深度,相关的非线性稳定机制是磁捕获,并且热电子的存在限制了这种模式产生的典型磁场强度,使其不依赖于质子的能量含量。我们的结论是,其他的过程比线性韦伯不稳定性必须转换成磁场的质子的自由能。
2004-08-30 astro-ph
QPOs from Radial and Vertical Oscillation of Shocks in Advective Accretion Flows
我们提出了几个二维平流,其中包括冷却过程的数值模拟结果。计算的光变曲线与GRS 1915 + 105中的$χ$态相似。功率密度谱(PDS)也显示出在突变频率附近存在QPO。
2005-01-14 astro-ph
Resonance Oscillation Of Radiative Shock Waves In Accretion Disks Around Compact Objects
我们扩展了我们以前的数值模拟吸积盘与冲击波时,冷却效应也包括在内。我们考虑韧致辐射和其他幂律过程:$Λ\propto T^α ρ^2$,以模仿我们的模拟冷却。我们采用{ \it光滑粒子流体动力学}技术在过去。我们观察到,对于一个给定的角动量的流动,冲击波经历一个稳定的,径向振荡的周期大致等于冷却时间。当磁盘和冷却参数(即,吸积率、冷却过程)是这样的,即从激波开始的下落时间与激波后的冷却时间具有相同的数量级。当黑洞吸积时,振荡的幅度可以达到激波到黑洞距离的10%。当由于离心势垒而不可能吸积时,振幅变化可能大得多。由于振荡,从圆盘输出的能量也被视为准周期性变化。我们相信,这些振荡可能是负责准周期振荡(QPO)的行为中看到的几个黑洞候选人,在中子星系统以及矮新星爆发,如天鹅座SS和大众Hyi。
1995-08-04 astro-ph
Numerical simulation of accretion discs in close binary systems and discovery of spiral shocks
回顾了密近双星系统中吸积盘的流体动力学数值模拟的历史,重点介绍了:1986年,包括本文作者之一在内的研究人员在数值上发现了螺旋激波,1997年,Steeghs等人在飞马座IP中发现了螺旋结构。总结了近年来三维数值模拟的研究成果,并与观测结果进行了比较。
2000-02-04 astro-ph
An Analytic Model of Environmental Effects on Cosmic Structure Formation and an Application to Cosmic Accretion Shocks
我们提出了一个新的分析工具,研究宇宙结构的形成,一个双重分布的暗物质晕的数量密度相对于晕质量和当地的过(或欠)密度。双重分布提供了一个统计处理的物质周围的塌陷对象的属性,并可以用来提供分析洞察环境对层次结构形成的影响。我们应用这个新的工具的情况下,宇宙吸积冲击。我们调查和量化这些冲击的统计特性的环境因素的影响。为此,我们探索了两种不同的模式。第一个控制模型使用Press-Schechter质量函数来描述塌陷结构的人口,并假设所有物体都吸积相同密度和温度的气体。第二种模型将吸积物质视为多温度、多密度的介质,其密度和温度均服从双分布。我们发现,冲击环境显着改变宇宙吸积冲击的星系际介质的物理影响,以及它们的属性的宇宙历史。
2006-11-21 astro-ph
Spiral Shocks in 3D Accretion Discs
我们用光滑粒子流体动力学方法对密近双星系统中的吸积盘进行了三维数值模拟。我们的结果表明,与以前的说法相反,3D盘确实存在,即使当气体的比热比是大的伽玛=1.2。虽然在这种情况下,圆盘在z方向上比在准等温情况下明显地更分散,但圆盘高度与流体静力平衡方程是相容的。我们的数值模拟与伽玛=1.2还表明,螺旋激波存在于三维盘。因此,这些结果证实了先前的2D模拟。
1997-07-23 astro-ph
Accretion-Ejection Instability and a "Magnetic Flood" scenario for GRS 1915+105
我们提出了一个不稳定性,发生在磁化吸积盘的内部区域,这似乎是一个很好的候选人来解释在许多X射线双星中观察到的低频QPO。然后,我们简要地展示了如何,在显着的情况下,微类星体GRS 1915+105,确定这个QPO与我们的不稳定性导致一个场景的$\sim$ 30百万周期的这个源。在这种情况下,周期由磁盘中的磁通量的积累来控制。
1999-10-20 astro-ph
Dissipation Instability in the Accretion Disk
本文考虑了外引力势中的几何薄气盘模型。研究了具有耗散效应的吸积盘平面内非轴对称小扰动的动力学性质。结果表明,光学厚吸积盘中不稳定振荡模的发展条件和参数强烈地依赖于粘性和不透明度模型。
1998-08-22 astro-ph
3D SPH Simulations of Shocks in Accretion Flows around black holes
本文模拟了旋转理想气体落入史瓦西黑洞的三维含时流动。它表明,也在三维情况下,稳定的冲击形成在一个广泛的参数范围(初始角动量和热能)。因此,我们强调的稳定性的冲击形成的现象,在次开普勒流到黑洞,并加强的作用,从黑洞候选人的高亮度发射的冲击。模拟已经进行了使用基于光滑粒子流体动力学方法(SPH)的并行代码。我们还讨论了一些属性的冲击问题,使其作为一个定量测试所使用的数值方法的准确性。这表明,SPH的精度是可以接受的,虽然不是很好。
2005-06-20 astro-ph
X-rays from accretion shocks in T Tauri stars: The case of BP Tau
我们提出了一个XMM牛顿观测的经典金牛座T星BP头。在XMM-牛顿RGS光谱中,O { \sc vii}三重态被清楚地检测到,具有非常弱的禁止线,指示高等离子体密度和/或高UV通量环境。与此同时,并发的紫外线数据指向一个小的热点填充因子,这表明吸积漏斗冲击作为X射线和紫外线发射的网站。这些新的观测结果与TW Hya的X射线数据一起表明,这种漏斗是经典金牛T星的一般特征。
2005-03-07 astro-ph
A current driven instability in parallel, relativistic shocks
最近,贝尔重新分析了在超新星遗迹激波阵面的前驱区传播的宇宙射线激发波的问题。他指出了一种在动力学处理中被忽略的强的、非共振的、电流驱动的不稳定性,并认为它是环境磁场大幅放大的原因。磁场放大也是相对论激波阵面的形成和结构问题中的一个重要问题,特别是与伽马射线暴模型有关的问题。因此,我们概括了线性分析适用于这种情况下,假设一个相对论背景等离子体和单能,单向入射质子束。我们发现本质上相同的非共振不稳定性贝尔注意到,并表明,也在伽玛射线暴条件下,它的增长速度比共振波。我们量化的程度,在背景等离子体中的热效应限制的最大增长率。
2006-10-02 astro-ph
Two-Dimensional particle-in-cell simulations of the nonresonant, cosmic-ray driven instability in SNR shocks
在超新星遗迹中,无碰撞激波上游的磁场的非线性放大对于宇宙射线加速到10^{15.5}eV的“膝盖”能量至关重要。由宇宙射线电流驱动的非共振不稳定性被认为是造成这种效应的原因。我们进行二维,粒子在细胞模拟这种不稳定性。我们观察到的圆偏振非传播磁波的线性理论预测的初始增长。它表明,在某些情况下,磁能密度的增长波,可以增长到至少10倍,其初始值。我们没有发现竞争模式的证据,也没有显着的修改热效应。在晚些时候,我们观察到饱和的不稳定性的模拟,但负责的机制是一个人工制品的周期性边界条件,并没有对应的超新星冲击的情况。
2009-03-31 astro-ph
Ultrahigh energy cosmic rays as heavy nuclei from cluster accretion shocks
大规模的星系团周围的吸积冲击,一般预计在宇宙结构形成的层次方案,被证明是潜在的来源,所观察到的高能宇宙射线(UHECR)的加速混合物的重核,包括铁族元素。目前的观察可以解释,如果在注入的较重的核源成分是从简单的期望吸积气体有所增强。建议的图片应测试当前和即将在不久的将来通过在UHECR频谱,成分和各向异性的特征设施。还简要讨论了相关的X射线和伽马射线签名。
2007-11-07 astro-ph