MHD Models of Axisymmetric Protostellar Jets
我们提出了一系列的轴对称的时间相关的磁流体动力学（MHD）模拟的冷却，过密的射流，与年轻的恒星物体的流出的属性的动机的传播的结果。各种各样的初始场强和配置进行了探讨稳定和随时间变化（脉冲）射流。在预冲击射流束中，即使是强度B < 60微G的明显弱的磁场也可以对动力学产生显著影响，例如通过改变由冷却气体形成的薄壳的密度、宽度和碎裂。线性分析预测，轴对称捏模式的MHD开尔文-亥姆霍兹不稳定性应该只增长缓慢的高度supermagnetosonic射流研究在这里，我们没有发现他们在我们的模拟证据。我们的一些模型出现不稳定的电流驱动的箍缩模式，但由此产生的压力和密度的变化在射流束中引起的并不大，使这种机制不太可能在射流束中的发射结的来源。在脉冲射流的情况下，径向环向应力将脉冲中的冲击射流材料限制在轴上，导致与纯流体动力学模型相比脉冲中的密度更高。
2000-03-08 astro-ph
Stability and structure of analytical MHD jet formation models with a finite outer disk radius
有限半径吸积盘是从其内部发射天体物理喷流的强有力候选者，盘风被认为是这种磁准直外流的基本组成部分。唯一可用的解析MHD解决方案来描述磁盘驱动的射流是那些径向自相似的对称性的特点。径向自相似MHD模型通常有两个几何缺陷，即射流轴处的奇异性和不存在固有径向尺度，即射流形式上延伸到径向无穷远。因此，数值模拟是必要的，以延长解析解的轴，并施加一个物理边界在有限的径向距离。在这里，我们专注于研究施加的基础吸积盘（因此也流出）的拓扑结构，结构和径向自相似的解析MHD解的可变性的外半径的影响。初始条件由一个不变的和一个按比例缩小的解析解的混合体组成，一个用于射流，另一个用于其环境。在所有研究的情况下，我们发现在年底稳定的两个组件的解决方案。
2008-09-09 astro-ph
Stationary accretion disks launching super fast-magnetosonic MHD jets
我们提出了自相似模型的电阻粘性开普勒磁盘驱动非相对论磁流体动力学（MHD）射流成为超快磁声。我们表明，为了获得这样的解决方案，热压力必须是一个相当大的分数的极向磁压力在阿尔芬表面。这些稳定的解决方案，经历了一个reclimation冲击因果断开的驱动引擎，占结构与高温等离子体在亚Alfvenic区域。我们认为，只有非定常流出的几个磁盘动力学时间尺度的典型时间尺度可以产生，如果不满足适当的压力条件。
2003-12-05 astro-ph
Theoretical thermal X-ray spectra of relativistic MHD jets
高度相对论性的喷流很可能是由强磁场驱动的，并从围绕中心黑洞的吸积盘发射。应用由磁流体力学（MHD）方程计算的喷流参数（速度、密度、温度），导出了能量范围为0.2-10.1 keV的沿喷流的热X射线发光度。在这里，我们集中在银河系微类星体发射高度相对论喷流的情况下。对于5个太阳质量的中心天体和10^{-8}个太阳质量/年的喷流质量流率，我们得到了喷流X射线光度L_x ~ 10^{33}尔格\sec。Fe XXV和Fe XXVI的发射线清晰可见。考虑了相对论效应，如多普勒频移和多普勒助推的不同倾斜的射流轴。由于所选择的MHD射流的几何形状，内部X射线发射部分尚未准直。因此，取决于视角，多普勒增强在总光谱中不起主要作用。
2002-04-04 astro-ph
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。
1999-12-15 astro-ph
MHD Supernova Jets: The Missing Link
我们回顾了喷流产生理论的最新进展，特别强调了以下可能性：1）在超新星核心坍缩后的最初几秒钟内产生强大的喷流; 2）这些喷流对不对称爆炸本身负有责任。目前流行的喷流产生机制是电动机制，其中带电等离子体被固定在原脉冲星中的旋转磁场产生的电场加速。最近对银河系喷流源的观测为{ \em all}这些源如何相互关联提供了重要线索，无论是在驱动喷流的物理机制中，还是在创造有利于喷流形成的条件的天体物理机制中。我们提出了一个宏伟的进化计划，试图在此基础上统一这些来源，MHD超新星提供了缺失的一环。我们还讨论了在采用这一方案（或另一方案）之前必须解决的几个重要问题。
2003-12-02 astro-ph
On MHD jet production in the collapsing and rotating envelope
我们目前的结果，从轴对称，含时流体动力学（HD）和磁流体动力学（MHD）模拟的气体信封崩溃到一个黑洞（BH）。我们认为气体具有如此小的角动量，在初始瞬态后，在HD情况下的流动，直接吸积到BH上而不形成旋转支撑环面。然而，在MHD的情况下，即使有一个非常弱的初始磁场，流解决成一个配置的四个组成部分：（i）赤道流入，（ii）双极流出，（iii）极漏斗流出，（iv）极漏斗流入。我们的分析集中在MHD流的第二个流动分量上，它代表了一个简单而强大的例子，一个组织良好的流入/流出解决方案的MHD射流形成的问题。喷流很重，高度磁化，由磁力和离心力驱动。射流中总能量的很大一部分由大尺度磁场携带。我们回顾以前的模拟，其中特定的角动量高于这里假设的，并得出结论，我们的双极外流发展为一个广泛的赤道附近和两极附近的流量的属性。未来的工作，这样一个简单的流入/流出的解决方案将有助于查明真正的射流/流出的关键要素，以及帮助解释更复杂的模拟，旨在研究射流的形成和崩溃的磁化信封。
2005-04-21 astro-ph
Jet simulations extending radially self-similar MHD models
本文以Blandford & Payne解析算例为原型，对磁流体径向自相似射流进行了数值模拟。达到最终的稳定状态是有效的旋转轴附近，也在磁盘上的经典分析模型无法提供物理上可接受的解决方案，在大的距离。流出开始与亚慢磁音速，随后穿过所有相关的MHD临界点和相应的磁音速分界面。这些特性与马赫锥一起被绘制出来，超快磁声外流满足MHD因果关系。最后的解决方案仍然足够接近的分析，从而被证明是拓扑稳定和强大的各种边界条件。
2005-12-08 astro-ph
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。
1999-02-05 astro-ph
MHD models and synthetic synchrotron maps for the jet of M87
本文提出了M87喷流的自洽MHD模型。该模型包括两个不同的区域：一个内部的相对论外流，我们确定与所观察到的射流，和外部冷盘风。虽然前者由于其高的有效惯性而不能有效地自准直，但后者通过磁离心机构满足有效准直的所有条件。考虑到内部流的有效惯性和外盘风的准直效率之间的正确平衡，相对论流被磁限制到一个很好的准直光束的参数范围很广，并匹配的测量M87在几个数量级的空间范围内的开度角。在这项工作的第二部分，我们提出了我们的MHD模型的合成同步辐射图。原则上，两区模型可以再现射电观测中看到的形态结构，因为穿过喷流的中心峰值剖面靠近源，边缘明亮的喷流进一步向下，以及靠近HST-1位置的明亮结。然而，很难将所有特征协调成一组参数。
2007-12-17 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
Magnetized Accretion-Ejection Structures: 2.5D MHD simulations of continuous Ideal Jet launching from resistive accretion disks
我们提出了一个磁化的吸积盘发射trans-Alfvenic喷流的数值磁流体动力学（MHD）模拟。这些模拟，在一个2.5维的时间相关的多方电阻MHD框架，模型的电阻吸积盘通过初始垂直磁场线程。电阻率仅在圆盘内部才是重要的，并被规定为eta = alpha_m V_AH exp（-2Z^2/H^2），其中V_A代表阿尔芬速度，H是圆盘刻度高度，系数alpha_m小于1。通过在几十个动态磁盘时间尺度上进行模拟，我们表明，发射的准直流出发生自洽和喷射的物质是连续的和准静止的。这是有史以来第一次模拟的阻力吸积盘发射非瞬态理想MHD射流。大约有15%的吸积物质被持续地喷出。这种外流被安全地表征为射流，因为流动变得超快磁声，准直良好，并达到准稳态。我们提出了一个完整的说明和解释的“吸积喷射”机制，导致从磁化吸积盘形成射流。特别是，磁盘内的磁转矩制动的物质方位角，并允许吸积，而它是负责一个有效的磁离心加速射流。因此，磁场引导盘角动量并为射流加速和准直提供动力。射流起源于内部磁盘区域之间的热量和磁力达到均分。一个中空的，超快的致密物质磁声壳层是原始场向内平流的自然结果。
2002-08-26 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
3D MHD Simulations of Laboratory Plasma Jets
喷流和外流被认为是吸积现象的一个组成部分，与各种各样的物体有关。在这些系统中，磁场与吸积盘和/或磁化中心物体的相互作用被认为是等离子体加速和准直成射流和更宽角度流的原因。在本文中，我们提出了三维磁流体模拟磁驱动，辐射冷却实验室射流上产生的MAGPIE实验设备。一般的流出结构包括一个扩展的磁腔，其通过扩展的等离子体背景介质的压力准直，和一个磁约束射流，其在磁腔内发展。虽然这种结构本质上是短暂的，射流的不稳定性和磁腔的破坏最终导致其破裂，但系统中仍然会出现一个准直良好的多节射流;这种团块状形态让人想起在许多天体物理射流中观察到的情况。并讨论了角动量和轴向磁场在实验中引入的可能性。
2006-06-30 astro-ph
3-D Simulations of MHD Jets - The Stability Problem
采用非相对论三维磁流体动力学方法模拟了坡印廷磁通支配（PFD）射流。我们的研究重点是强磁化高超音速亚阿尔夫文流（$C_{\rm s}^2 << V_{\rm jet}^2 < V_{\rm A}^2$）的传播和电流驱动（CD）扭结不稳定性的发展。这种不稳定性可能是负责的“摆动”结构中看到VLBI规模的活动星系核喷流。在本文中，我们研究了PFD射流在各种外部环境磁化气体分布，包括密度，压力和温度梯度的非线性行为。我们的数值计算结果表明，PFD射流可以开发扭结扭曲的trans-Alfvénic流的情况下，即使流本身仍然是强烈的磁性为主。在非线性发展的不稳定性，非轴对称模式增长的时间尺度的顺序阿尔文交叉时间（在喷流帧），并继续破坏喷流的运动学和磁结构。由于环境介质中的大尺度极向磁场，表面模式（{ \it即}，MHD Kelvin-Helmholtz不稳定性）被抑制。CD扭结模（$m = 1$）比其它高阶模（$m > 1$）增长得更快，这在很大程度上由洛伦兹力的径向分量驱动。
2003-12-02 astro-ph
3D Simulations of MHD Jet Propagation Through Uniform and Stratified External Environments
我们提出了一套高分辨率的三维MHD模拟稳定轻，超音速射流，探讨射流马赫数和周围介质的影响，射流传播和能量沉积在长距离。结果进行比较，以简单的自相似缩放关系的形态演变的喷气驱动的结构和以前发表的二维模拟。在这项研究中，我们模拟了内部马赫数为3和12的光射流在均匀和分层大气中的传播，其长度超过100初始射流半径。传播的射流在周围大气中以热能的形式渐近地沉积其能流的大约一半，几乎与射流的马赫数或外部密度梯度无关。近四分之一的喷流总能量通量直接进入ICM的耗散加热，支持从活动星系核到集群介质的有效反馈的论点。剩余的能量主要存在于射流和茧结构中。尽管具有不同的激波分布和磁场特征，但不同模型之间能量流的全球趋势是相似的。正如预期的那样，射流在分层大气中比在均匀环境中前进得更快。King型大气中的渐近头速度显示出很少或没有减速。这与均匀介质中的射流形成对比，其头部在传播时会变慢。这表明，由给定长度和功率的射流沉积的能量强烈地依赖于周围介质的结构。虽然我们的低马赫喷流更容易被破坏，但它们的茧遵循与高马赫喷流类似的演化尺度关系。
2005-07-26 astro-ph
Second Core Formation and High Speed Jets: Resistive MHD Nested Grid Simulations
采用三维电阻MHD嵌套网格模拟方法，研究了恒星核的形成和由核驱动的高速喷流。从均匀磁场中旋转的Bonnor-Ebert等温云开始，我们计算了从分子云核心（n = 10^6 cm^-3，r_c = 4.6 × 10^4 AU）到恒星核心（n \simeq 10^23 cm^-3，r_c \simeq 1太阳半径）的云演化。我们解决云结构超过7个数量级的空间范围和超过17个数量级的密度对比度。为了比较，我们计算了两种模型：电阻模型和理想MHD模型。两种模型的初始条件相同，但前者包含了磁场的耗散过程，而后者没有。电阻磁流体模型中的磁通量在10^12 cm^-3 < n < 10^16 cm^-3的范围内通过欧姆耗散从第一芯提取。在电阻MHD模型中，形成的恒星核（n \simeq 10 ^20 cm^-3）磁通量密度比理想MHD模型中的小两个数量级。在电阻MHD模型中，由于磁制动的作用减弱，形成了快速旋转的星核（第二核）。恒星核心形成后，磁旋转不稳定性和恒星核心与环境介质之间的剪切运动使核心的磁场被大大放大。因此，高速（simeq 45 km，s^-1）喷流由第二个核心驱动，导致强烈的物质抛射。围绕第二个核心的茧状结构也形成了明显的弓形激波。
2006-03-17 astro-ph
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。
2007-04-23 astro-ph
MHD simulations of jet acceleration from Keplerian accretion disks: the effects of disk resistivity
吸积盘和天体物理喷流被用来模拟许多活动的天体物理物体，即，年轻恒星、相对论恒星和活动星系核。在本文中，我们提出了自洽的时间相关的模拟从磁化吸积盘发射的超音速喷流，使用高分辨率的数值技术。特别是，我们研究的磁盘磁电阻率的影响，参数化通过一个阿尔法处方，在确定的流入流出系统的属性。此外，我们分析了在何种条件下的自相似模型的Blandford和Payne提出的类型的稳态解可以达到和保持在一个自洽的非线性阶段。我们使用的电阻MHD FLASH代码与自适应网格细化，使我们能够按照足够长的时间尺度，以达到稳定状态的结构的演变。给出了初始配置状态的详细分析。我们在轴对称（2.5D）极限下得到了预期的解。假设一个磁场与磁盘的热压力均分，我们展示了磁盘喷射系统的特性，如喷射效率和能量，是如何受到磁盘内部的异常电阻率的影响。
2007-03-05 astro-ph
Relativistic particle transport in extragalactic jets: I. Coupling MHD and kinetic theory
采用随机微分方程耦合的多维磁流体动力学（MHD）模拟方法研究了复杂天体物理流场中粒子的加速和输运问题。数值方案允许调查的冲击加速，绝热和辐射损失，以及在各种扩散制度的扩散空间传输。首先讨论了不同的制度和MHD代码的空间分辨率的适用性的天体物理学的SDES。然后，该程序被应用到2.5维MHD-ESTA模拟千秒差距尺度河外喷流。通过将越来越多的影响：冲击加速，空间相关的扩散系数和同步辐射损失的能力，重现的扩散-对流方程的电子的解析解进行测试。在Kelvin-Helmholtz不稳定性的发展过程中，SDES被证明是有效的，在各种冲击配置发生在内部射流。强的单次和多次冲击加速度，包括现实的空间传输的快照中的粒子加速度处理。在混沌磁扩散区，$0.2-0.3$周围的湍流能级$η_T=<δB^2>/(B^2+<δB^2>)$是最有效的，使粒子达到最高的能量。的频谱，从100兆电子伏延伸到几个TeV（或甚至100 TeV的快速流动），不表现出幂律形状，由于横向动量依赖逃逸。在这个范围之外，限制不是那么有效，并且光谱截止值超过几百GeV，质疑钱德拉观测到的X射线结是同步辐射。扩展到全时依赖模拟的X射线河外喷流进行了讨论。
2003-03-26 astro-ph
Three-dimensional MHD Simulations of Jets from Accretion Disks
本文报道了吸积盘与大尺度磁场相互作用形成喷流的三维磁流体动力学（MHD）模拟结果。圆盘不作为边界条件处理，而是自洽求解。为了研究磁流体喷流的稳定性，吸积盘受到非轴对称正弦或随机扰动。喷流速度$(v_z)$、质量流出率$(\dot{M}_w)$和质量吸积率$(\dot{M}_a)$对初始磁场强度的依赖关系在两种非轴对称情况下与轴对称情况下相似。即，$v_z \propto B_0^{1/3}$、$\dot{M}_w \propto B_0$和$\dot{M}_a \propto B_0^{1.4}$，其中$B_0$是初始磁场强度。前两种关系与Michel定常解$v_z \propto (B_0^2/\dot{M}_w)^{1/3}$是一致的，尽管喷流和吸积没有达到定常状态。在这两种扰动情况下，一个非轴对称结构与$m=2$出现在射流中，其中$m$意味着方位波数。这种结构不能用Kelvin-Helmholtz不稳定性来解释，似乎起源于吸积盘。喷流中的非轴对称模式在吸积盘的约1.5个轨道周期后达到几乎恒定的水平，而吸积盘中的所有模式都随着振荡而增长。对于由麦克斯韦应力引起的角动量输运，在较宽的初始磁场强度范围内，垂直分量$<B_ϕB_z/4π>$与径向分量$<B_ϕB_r/4π>$相当。
2005-08-18 astro-ph
R-Process Nucleosynthesis in MHD Jet Explosions of Core-Collapse Supernovae
研究了一颗大质量恒星13 $M_{\odot}$中超新星磁流体动力学爆发过程中的$r$核合成.与球形爆炸的情况相反，由于旋转和磁场的组合效应，喷流状爆炸显著降低了铁芯上方层内的电子分数。我们发现导致$r$过程的低电子分数的喷射物质来自于前超新星模型的富硅层。这导致太阳能$r$工艺元素的产量达到第三个峰值。我们使用包含自发裂变和$β$延迟裂变的全核反应网络来检验裂变是否影响$r$过程路径。此外，我们特别注意如何质量公式影响的$r$过程的峰值与使用两个质量公式。结果表明，两个公式都能再现全球丰度分布，但在具体分布上有较大差异。我们指出，如果MHD效应在超新星爆炸中起重要作用，那么在$r$过程核合成中会有变化。
2005-04-05 astro-ph
Numerical Modeling of AGN Jets: Formation of Magnetically Dominated Lobes and Stability Properties of Current-carrying Jets
本文在“磁塔”模型的框架下，通过三维MHD模拟，讨论了玻印廷通量主导的星系团活动星系核外流的行为。特别感兴趣的是MHD波的结构，圆柱形径向力平衡，（去）准直，和磁塔射流的稳定性。讨论了射流/波瓣之间的过渡以及由不断增长的电流驱动的不稳定性形成的摆动射流。
2007-07-10 astro-ph
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
Time-Dependent MHD Shocks and Line Emission: The Case of the DG Tau Jet
越来越多的赫比格-哈罗喷流的线发射可以在距离中心源小于几角秒的角距离处观察到并分辨出来。对这种发射的解释是有问题的，因为最简单的冷却喷流模型不能支持它，有人建议，实际观察到的是填充因子为$\sim 1%$的激波区。在这个框架内，到目前为止，与观测的比较是基于平稳冲击模型。在这里，我们首次介绍了这种冲击的自洽动力学，我们表明，考虑到它们在不同时间的属性，即位置，我们可以重现DG Tau微喷的观测数据。特别是，我们可以解释[SII]6716/6731和[NII]/[OI]6583/6300线强度比的空间行为，采用一组物理参数，产生与先前估计一致的质量损失率和磁场值。我们还获得了沿喷流的平均电离分数和电子密度的值，并将这些值与使用硫偶极子约束电子密度的观测值（例如Bacciotti等人，1995）进行了比较。
2005-07-21 astro-ph
Hot self-similar relativistic MHD flows
我们考虑轴对称相对论射流与环形磁场和超相对论状态方程，研究的目标是横向结构的射流的压力是匹配的压力，通过它们传播的介质。我们发现所有自相似的相对论MHD方程的稳态解，这种设置。其中一个解是抛物线射流在通过介质传播时被压力梯度加速的情况，其中压力下降为p（z）\propto z^{-2}。当射流材料由于内部压力梯度而膨胀时，其进入周围介质中，导致材料沿着射流边界堆积，而磁场用于沿着射流的轴线产生磁箍缩。这样的喷流只有在它们在距离z处的张开角θ j小于约1/γ时才能处于侧压平衡，这里γ是在这个距离处的特征体洛仑兹因子;否则，喷流的不同部分不能保持因果接触。我们从我们的自相似模型构建光学薄同步辐射的地图。我们认为边界堆积可能是M87亚秒差距喷流边缘增亮的原因。我们发现，如果同步辐射发射率下降的距离从喷轴，偏振分数上升到边缘，如3C 273和Mkn 501。喷射的投影效应和发射率模式对观测到的偏振信号有很强的影响，因此根据磁场的几何形状对偏振数据的解释是相当不确定的。例如，具有环形磁场的喷流显示在某些BL Lac天体中看到的“脊鞘”偏振角模式。
2008-02-26 astro-ph
Resistive jet simulations extending radially self-similar magnetohydrodynamic models
具有自相似初始和边界条件的数值模拟提供了射流动力学的理论和数值研究之间的联系。我们对Blandford & Payne类型的广义解进行轴对称电阻磁流体动力学（MHD）模拟，并将其与相应的分析和数值理想MHD解进行比较。我们解开的数值和物理扩散的影响。后者可能发生在吸积盘上方的外流中，通过MHD湍流（异常湍流扩散率）或部分电离流中的双极扩散从底层盘转移到盘冠中。我们的结论是，虽然经典的磁雷诺数$R_{\rm m}$措施的重要性，电阻效应的感应方程，一个新引入的数字，$\rbeta=(β/2)R_{\rm m}$与$β$的等离子体β，措施的重要性，电阻效应的能量方程。因此，在带有$β<2$的磁化射流中，当$\rbeta \la 1$时，电阻效应是不可忽略的，并且主要影响能量方程。所提出的模拟确实表明，对于对应于$\rbeta \ga 1$的磁扩散率的范围内的流动仍然接近理想的MHD自相似的解决方案。
2008-06-20 astro-ph
General Relativistic MHD Simulations of the Gravitational Collapse of a Rotating Star with Magnetic Field as a Model of Gamma-Ray Bursts
我们对作为伽马射线暴模型的磁化旋转大质量恒星的引力坍缩进行了2.5维广义相对论磁流体动力学（MHD）模拟。该模拟显示了盘状结构的形成和在核心反弹时发射的冲击波内部产生的射流状流出。我们发现射流在磁压力和离心力的作用下加速，在极向磁场的几何效应和旋转放大的环向磁场的箍缩力的作用下准直。喷流的最大速度是温和的相对论（$\sim$ 0.3 c）。
2003-12-02 astro-ph
Axially symmetric relativistic MHD simulations of Pulsar Wind Nebulae in Supernova Remnants - On the origin of torus and jet-like features
采用二维轴对称相对论磁流体动力学（RMHD）方法研究了脉冲星风星云（PWNe）的结构和演化。在钱德拉首次对蟹状星云成像之后，越来越多的天体被发现在X射线中显示出空间特征，如环和喷流，这显然不能在一维半解析模型的标准框架内解释。到目前为止，最有希望的解释是基于脉冲星风能通量的纬度依赖性的综合效应，形成风终止激波，自然提供更高的赤道发射，以及风磁化，可能是激波下游环向应力导致喷流准直的原因。这种情况下，在这里调查以下的演变PWN与封闭的超新星遗迹（SNR）的相互作用，从自由膨胀的混响阶段的开始。我们的研究结果证实了扁圆形的风终止激波和形成极射流超音速（v~0.5-0.7 c）足够高的值的赤道风磁化参数（σ ~0.01）。
2004-04-19 astro-ph
Two-component magnetohydrodynamical outflows around young stellar objects Interplay between stellar magnetospheric winds and disc-driven jets
我们提出了有史以来第一次模拟的非理想磁流体动力学（MHD）恒星磁层风与磁盘驱动的喷气机的电阻和粘性吸积盘自洽描述。这些创新的MHD模拟致力于研究恒星风（具有不同的喷射质量率）和嵌入恒星风的MHD盘驱动射流之间的相互作用。用VAC程序对跨磁声准直磁流体外流进行了数值研究。我们首先研究了发生在磁粘吸积盘中的各种角动量输运。然后，我们分析的修改引起的流出的两个组件之间的相互作用。我们的模拟表明，由于热压力和洛伦兹力的作用，中心天体的热日冕加速了内部外流。在我们的框架中，热加速是由湍流耗散的磁能产生的加热来维持的。相反，从电阻吸积盘发射的外流主要由磁离心力加速。{The模拟表明，在湍流充分发展的近均分薄磁化圆盘中，MHD圆盘驱动的流出比粘性效应更有效地提取角动量。我们还表明，当一个密集的内部恒星风发生时，所产生的磁盘驱动的射流具有不同的结构，即磁结构的极向磁场线更倾斜，因为恒星风造成的压力。这种修改导致在盘驱动的射流和更大的径向延伸，这是在更好的协议与观察，除了更一致的质量喷射率提高。
2006-08-31 astro-ph
Stationary models of relativistic magnetohydrodynamic jets
高度相对论性的喷流很可能是由强磁场驱动的，并从围绕中心黑洞的吸积盘发射。本文回顾了我们最近在二维磁场结构和相对论性准直喷流动力学方面的一些结果。应用平稳性假设使我们能够计算相关的MHD方程的整体解。我们讨论的Grad-Shafranov方程的解决方案，在广义相对论的背景下，适用于克尔几何的3+1形式主义。这些解决方案从内部光表面周围的克尔黑洞的渐近制度的圆柱准直射流具有有限的半径。在进一步的步骤中，我们包括场线的足点的差分旋转。从广义相对论MHD风方程出发，研究了准直喷流的动力学特性，特别是Kerr度规对加速的影响。温度和密度遵循幂律。有在手的相对论MHD喷流解决方案，我们计算的热光学薄X射线谱的最热的喷流的一部分。考虑了多普勒频移和增强。对于微类星体，我们得到喷流X射线光度为10^33 erg/s。铁发射线清晰可见。
2002-11-11 astro-ph
Radiatively inefficient MHD accretion-ejection structures
我们提出了磁流体动力学模拟的电阻吸积盘连续发射transmagnetosonic，准直射流。我们的时间演变的全套磁流体动力学方程，但忽略能量辐射损失（辐射效率低下）。我们的计算表明，喷流是由一个开放的，最初弯曲的大尺度磁场的相互作用的吸积盘自洽产生的。一个恒定比例的加热磁盘材料发射在内部均分磁盘区域，导致形成一个热日冕和明亮的准直，superfastmagnetosonic射流。我们说明了完整的动态的“热”近稳态流出（其中热压力$\simeq$磁压力），通过显示力平衡，能量预算和电流电路。这个近稳态的演化进行了分析控制能量的吸积盘的能量通量的时间变化。我们发现，不同于平流主导的吸积流，吸积释放的能量主要是发送到喷流，而不是转化为磁盘焓。这些磁化的，辐射效率低下的吸积-喷射结构可以解释支持明亮的快速准直喷流的发光薄盘，如在许多显示喷流的系统中所看到的（例如M87）。
2003-10-12 astro-ph
Predicted rotation signatures in MHD disc winds and comparison to DG Tau observations
受DG Tau射流中旋转特征的首次检测的启发（Bacciotti等人，2002），我们研究了可能影响自相似MHD盘风检测到的旋转特征和真实方位角速度之间关系的偏差，考虑到投影，卷积以及激励梯度效应。我们发现，计算的速度变化系统小于真正的基础旋转曲线。当外部速度较慢的流线占主导地位的排放，我们预测观察到的变化增加与横向距离的射流轴，相反的真实旋转配置文件。因此，确定完整的横向旋转剖面需要对具有主导内部较快流线的物体进行高角分辨率观测（< 5 AU）。我们的预测与DG Tau的HST/STIS观测结果的比较清楚地表明，自相似的，温暖的MHD盘风模型，λ = 13和盘的外半径~ 3 AU能够再现检测到的速度变化，而冷盘风模型（λ> 50）被排除在DG Tau喷流的中速分量。
2004-03-10 astro-ph
The origin of peculiar jet-torus structure in the Crab nebula
最近在蟹状星云和其他脉冲星星云中发现了有趣的“喷流环”结构，这促使人们呼吁重新审视他们的理论。最激进的建议包括完全废除MHD近似和发展纯电磁模型。然而，蟹状星云的经典MHD模型受到球对称假设的阻碍，为了使流动方程易于积分。近年来，计算相对论磁流体力学取得了令人印象深刻的进展，使得通过数值模拟研究蟹状星云成为可能，而不必对问题进行如此剧烈的简化。在这封信中，我们介绍了这种研究的第一个结果。结果表明，当考虑脉冲星风的各向异性时，喷流环斑图可以在MHD近似下得到解释。它们还表明，星云中的流动可能比人们普遍认为的要复杂得多。
2003-06-09 astro-ph
Ambipolar Diffusion in YSO Jets
我们解决的问题，双极扩散赫比格-哈罗喷气机。目前的共识认为，这些喷流发射和准直通过磁流体力学部队。然而，观测表明，喷流可以是轻度到弱电离的。从中性，等离子体和磁压力之间的圆柱平衡的一个简单的模型，我们计算的特征时间尺度双极扩散。我们的研究结果表明，一个显着的比例HH喷流将具有双极扩散的时间尺度相当于，或小于动力学的时间尺度。这意味着在HH喷流底部建立的MHD平衡可能不会维持，因为喷流传播远离其源。对于典型的射流参数，人们发现，双极扩散应成为显着的长度尺度对应于大（秒差距）尺度射流的典型尺寸。我们讨论了这些结果的意义的问题的磁场在秒差距尺度的喷流。
1999-04-21 astro-ph
Magnetic Effects at the Edge of the Solar System: MHD Instabilities, the de Laval nozzle Effect and an Extended Jet
为了模拟太阳风和星际风之间的相互作用，必须包括磁场。最近，Opher等人（2003）发现，通过在使用密歇根大学BATS-R-US代码的3D高分辨率模拟中包括太阳磁场，在太阳风终止激波之外形成喷流片结构。在这里，我们提出了一个更高分辨率的三维情况下，射流延伸为$150AU$以外的终止冲击。我们讨论了由拉伐尔喷管效应引起的射流的形成及其由磁流体动力学不稳定性引起的超大周期振荡。为了验证不稳定性的来源，我们还进行了简化的二维几何磁流体动力学计算的平面流体射流嵌入在中性片与我们的3D模拟采取的配置文件。我们发现与完整的三维进化非常一致。我们比较了模拟和时间的演变表明，蜿蜒的模式是占主导地位的模式，发展成一个速度剪切不稳定的增长率为$5 \times 10^{-9} sec^{-1}=0.027 years^{-1}$的射流。因此，日光层的外缘呈现出显著的动态，例如由喷流运动引起的湍流。进一步研究，例如，包括中性粒子和太阳自转与磁轴的倾斜，在我们能够明确地解决这个外部边界的行为之前是必需的。然而，我们已经可以说，磁场效应是这一区域的主要参与者，改变了我们以前对太阳系如何结束的看法。
2004-06-07 astro-ph
The Effects of Magnetic Fields on Radiative Cooling Jets
本文综述了磁场对高密度、辐射冷却、定常和脉冲射流结构和演化的影响的最新研究结果，这些研究是借助全三维MHD模拟进行的。三个初始的磁场拓扑被认为是：（i）一个螺旋和（ii）一个纵向场，这两个渗透的射流和周围介质，和（iii）一个纯的环形场的射流。使用一组参数，这是特别适合于原恒星喷流，我们检查的内部节点和领先的工作表面的发射结构，并与一个ESTA基线和2-D MHD计算进行比较。
2001-01-15 astro-ph
Two-component jet simulations: I. Topological stability of analytical MHD outflow solutions
在年轻的恒星物体的准直流出的观测表明，可以理解的喷流的几个功能，通过采用的图片的两个组件流出，其中一个中央恒星组件围绕喷流轴周围的扩展盘风。每个组件的精确贡献可能取决于YSO磁盘系统的内在物理特性以及其演化阶段。在这种情况下，本文开始了系统的调查，通过两个原型和互补的分析解决方案，每一个密切相关的恒星外流和盘风的属性随时间变化的模拟的双组分喷流模型。这些模型分别描述了稳态理想磁流体方程的径向和径向自相似精确解。通过使用PLUTO代码进行模拟，研究的重点是拓扑稳定性的两个解析解，这是成功地扩展到所有的空间，通过消除他们的奇点。此外，他们的行为和鲁棒性在几个物理和数值修改进行了广泛的研究。结果发现，径向自相似的解决方案（盘风）总是达到最终的稳定状态，同时保持其所有定义良好的属性。不同的方法来取代对称轴周围的解决方案的奇异部分，是一个第一近似的两个组件流出，导致出现在超快域对应的快速磁声分界面的冲击。相反，渐近配置和稳定性的天体自相似模型（星风）是有关的加热过程在风的基础。
2007-10-17 astro-ph
3D MHD Simulations of Radio Galaxies Including Nonthermal Electron Transport
我们报告的努力，以研究在模拟的无线电星系等离子体流和非热电子种群的性质进行这些流量的动态之间的联系。为此，我们引入了一个新的电子输运的数值方案，允许更详细地看这个问题比以前可能的。特别是当动力学是完全三维的时候，茧中的流动通常是混乱的，射流本身可以猛烈地摆动。弯曲射流可以将其自身夹断并使其自身重新定向以增强其对周围介质的穿透。这些行为往往消除了一个强大的喷流终止冲击，这是假定目前在所有现代卡通模型的RG现象的存在。相反，一个更复杂的“激波网”在射流末端附近形成，导致粒子加速的模式难以预测。类似地，这些流中的磁场是高度不连续的，并且在空间和时间上是间歇性的。这导致相对论电子布居的同步加速器老化的非常局部化和复杂的模式，这使得难以使用电子光谱的性质来推断局部老化速率。
2000-12-04 astro-ph
Magnetohydrodynamic Origin of Jets from Accretion Disks
综述了近年来磁流体动力学（MHD）理论和对吸积盘喷流起源的模拟研究。许多紧凑的天体会发出强大的、高度准直的、方向相反的喷流。包括活动星系和类星体的星系外射电喷流，双星中的老致密星，以及年轻恒星物体中的发射线喷流。人们普遍认为，这些不同的喷流是由旋转的、导电的吸积盘产生的，吸积盘被有序的磁场穿过。圆盘旋转所产生的磁场扭曲，通过磁力从吸积盘中抽取物质、角动量和能量来驱动喷流。理论上讨论了两个主要的制度，磁流体风有一个显着的质量通量，和坡印亭通量射流的质量通量是可以忽略不计的。在过去几年中，由于磁流体动力学模拟的进展，喷流模型取得了令人兴奋的新发展，现在可以研究来自吸积盘的喷流的起源-加速和准直。在磁流体风制度的模拟研究表明，外流加速接近其原产地，而准直发生在更大的距离。
1999-01-19 astro-ph
Are jets in symbiotic stars driven by magnetic fields?
我们比较了两种情况下发射喷气机-形成的MHD过程或形成的热压力在边界层（BL）-相对于它们的兼容性与观测数据的射流在共生星，特别是在良好的研究喷流源MWC 560。最后，我们讨论了需要进一步研究的问题。
2005-01-26 astro-ph
Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows. V. Acceleration and collimation of self-similar winds
本文通过对轴对称等离子体的二维磁流体动力学（MHD）控制方程组中变量的非线性分离，分析了轴向低压下磁化旋转外流的精确模型。外流从中心引力源及其周围的吸积盘以亚音速和亚阿尔文速度开始，在穿过MHD临界点后，阿尔文马赫数可能达到很高的值。三大类型的解决方案被发现：（a）准直射流型流出的有效磁转子的流出是由磁环向应力限制;（b）准直流出的低效磁转子的流出是圆柱形的热压力梯度限制;（c）径向膨胀风型流出类似于太阳风。在大多数情况下，检查圆柱准直（射流型）流出自然出现的热和磁效应竞争的加速和约束的射流。所有的MHD体积力的相互作用，在加速和限制射流显示沿其所有的长度和几个参数。这些解可用于对天体物理外流的物理理解，例如与年轻恒星物体、行星状星云、河外喷流等有关的天体物理外流。
2002-05-14 astro-ph
Dynamo and Electrical Jet in Hall Plasmas, Application to Astrophysics
霍尔等离子体中的磁场被冻结在电子分量中，并且不仅与等离子体运动而且与电流流动平流。它与等离子体的耦合可能不像MHD近似的特性那样强。磁场的旋转和滑动导致由磁场中的电动旋转等离子体盘产生非常不同且效率较低的磁场。我们找到了描述该发电机的非线性方程组的一些精确解析解。特别地，发电机可能不会在稳态极限中耗散能量。三分量磁场和磁能仅在过渡时间期间产生和积累。电射流是磁流体动力学的另一个不寻常的现象。在过去的15年里，它被用于实验室等离子体的理论和实验研究，现在被用于快速电流开关。我们发现在霍尔等离子体柱中存在周期性的或类似激波的非线性波，它与等离子体的运动无关。本文导出了一个描述霍尔等离子体导体中可能的稳态磁场分布和电流的非线性方程，它不同于低压MHD等离子体的Grad-Shafranov方程。最后，我们讨论了我们的结果的应用天体物理等离子体。这种物理学对于理解新恒星周围尘埃等离子体盘和喷流的演化可能很重要。
2001-07-16 astro-ph
Simulations of Magnetically-Driven Supernova and Hypernova Explosions in the Context of Rapid Rotation
在这里，我们提出了第一个二维旋转，多群，辐射磁流体动力学（RMHD）模拟超新星核心崩溃，反弹和爆炸。在快速旋转的背景下，我们专注于磁应力的动力学效应和MHD喷流的创建和传播。我们发现，一个准稳态可以迅速建立反弹后，在此期间，一个良好的准直MHD射流保持从差动旋转核心的功率连续泵送。如果原始核的初始旋转周期为$\sles$ 2秒，那么长期演化的质子中子星中的自由能储备足以为超新星爆炸提供能量，甚至可能足以为超新星爆炸提供能量。射流被下落的材料和磁环向应力很好地准直，并保持小的张开角。我们在出现的急流中看到了香肠不稳定性的证据。中微子加热在我们探索的快速旋转模型中是次主导的，但可以贡献10 $-$ 25%的最终爆炸能量。我们的模拟表明，即使在适度或缓慢旋转的情况下，超新星爆炸可能会伴随着次级的，弱的MHD喷流爆炸，由于其弱点，迄今为止可能在超新星碎片中未被注意到。此外，我们认为，在早期的质子中子星/超新星阶段的非相对论性MHD前体喷流的产生是隐含在这两个GRBs和“毫秒磁星”模型。我们在这里描述的多维，多组，快速旋转的RMHD模拟是一个开始，沿着更现实的模拟磁场在一些自然界最戏剧性的事件中可能发挥的作用。
2007-04-30 astro-ph
Compressible MHD Turbulence: Implications for Molecular Cloud and Star Formation
本文综述了近年来星际介质和分子云中MHD湍流的数值模拟和相关模型的研究结果。我们讨论了湍流对云的形成和演化过程的影响，以及云的物理性质的确定。到目前为止，湍流ISM的数值模拟包括磁场、自引力、参数化加热和冷却、模拟恒星形成和其他湍流输入。形成的结构再现良好观察到的速度-尺寸标度特性，同时预测不存在一般的密度-尺寸标度律。总结了湍流压缩形成引力束缚结构的判据。对于具有状态方程$P\propto ρ^γ$的流动，密度场的统计依赖于指数$γ$。数值模拟的强制和衰减MHD可压缩湍流表明，衰减率是可比的非磁性的情况下。对于维里化云，湍流衰减时间比重力自由落体时间短，因此只有通过持续的湍流输入和/或强平均磁场才能防止云的大规模坍缩。最后，展望在这一领域的未来工作进行了简要的讨论。
1999-03-03 astro-ph
Making black holes visible: accretion, radiation, and jets
随着吸积盘的基本应力机制-由磁旋转不稳定性驱动的相关MHD湍流-的确定，已经有可能在充分理解的物理学基础上对吸积盘动力学进行数值模拟。本文报告了牛顿三维剪切箱和广义相对论全球圆盘MHD模拟结果的抽样。除其他外，这些模拟表明：与长期持有的假设相反，应力在黑洞周围的边缘稳定和暴跌区域是连续的，因此旋转的黑洞可以通过电磁方式向周围物质提供大量的角动量;吸积盘的上层主要由磁压支撑，可能导致有趣的偏离当地的黑体发射光谱;和最初的本地磁场吸积流可以，在某些情况下，自发地产生大规模的领域，连接旋转黑洞到无穷大，并调解强相对论射流。
2007-09-10 astro-ph
