The Acceleration Mechanism of Resistive MHD Jets Launched from Accretion Disks
本文分析了非线性电阻性磁流体动力学（MHD）模拟射流形成的结果，研究了轴对称电阻性MHD射流的加速机制。初始状态是一个恒定的角动量，多变的环面通过弱均匀的垂直磁场。应用扩展到电阻MHD方程的CIP-MOCCT格式模拟了圆环的时间演化。我们进行了模拟高达50个旋转周期的最内半径的磁盘从环面吸积。通过计算拉格朗日试验粒子的受力，研究了阻力射流的加速力和特性。由于在电阻模型中圆盘的旋转轴与磁场线之间的夹角比在理想MHD模型中的小，因此磁离心加速度较小。在电阻模型中，沿磁场线的有效电势在$z \sim 0.5r_0$附近具有最大值，其中$r_0$是初始圆环密度最大的半径。在圆盘材料被压力梯度力提升到这个高度之后，喷射被发射。即使在这种情况下，围绕慢磁声点的主要加速力是磁离心力。阻力MHD喷流的功率与圆盘中通过质量吸积释放的机械能相当。焦耳加热对于射流的形成不是必不可少的。
2004-11-26 astro-ph
MHD jets around galactic objects
我们提出了一个自相似的，稳态模型描述磁化吸积盘和磁流体动力学喷流。我们专注于在这样的结构中的热日冕的作用。这种电晕使圆盘能够发射各种类型的射流。通过考虑能量守恒，我们还提出了一个诊断的光度磁化盘，它可以解释一些观测到的银河系天体的签名。
2000-11-14 astro-ph
MHD Jets, Flares, and Gamma Ray Bursts
简要回顾了最近对吸积盘MHD喷流的数值模拟，重点讨论了喷流速度的标度律和磁重联在吸积盘、喷流和耀斑中与时间变化的关系。在此基础上，对伽马射线暴（对数正态分布）的峰值强度、峰值间隔和峰值持续时间的统计特性不同于太阳耀斑和黑洞吸积盘（幂律分布）的原因给出了可能的解释。基于这些考虑，本文提出了一个新的伽马射线暴中心引擎模型--“磁化等离子体团模型”。(see http://www.kwasan.kyoto-u.ac.jp/~shibata/grb_final/grb.pdf下载PDF文件，包括文本和数字）
2003-03-12 astro-ph
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
3-D General Relativistic MHD Simulations of Generating Jets
我们已经完成了第一个完整的3-D GRMHD模拟与史瓦西黑洞的自由落体日冕。初始模拟结果表明，在以前的轴对称模拟中创建的射流。然而，产生射流的时间比2-D模拟中的时间长。我们预计，由于额外的方位角尺寸的射流形成的动力学可以修改。
2002-02-21 astro-ph
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。
1998-12-18 astro-ph
The dynamics of internal working surfaces in MHD jets
辐射赫比格-哈罗喷流模型中磁场的动力学效应已在许多论文中作过研究。例如，已用轴对称和3D数值模拟研究了来自可变源的磁化辐射射流。在本文中，我们提出了一个分析模型，描述了一个环形磁场的影响，在内部工作表面上，导致在喷射速度的变化。我们发现，HH射流的参数适当的力与磁场占主导地位的工作表面内的气体压力。取决于射流的冲压压力径向横截面，磁场可产生强轴向箍缩，或者可替代地，扩大内部工作表面。我们检查的有效性的分析模型与轴对称数值模拟变量，磁化射流。
2008-08-18 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
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
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
Pressure- and magnetic shear- driven instabilities in rotating MHD jets
我们推导出新的稳定性标准旋转射流中的纯MHD不稳定性，在框架内的气球订购扩展。出乎意料的是，它们涉及到一个在磁剪切中是线性的项。这意味着，圆柱形配置可以不稳定的负磁剪切以及由一个有利的平衡压力梯度，在区别于Suydam的稳定性准则，这表明相反，剪切总是稳定的预测。我们已经用这些准则建立了不稳定性的充分条件。特别是，磁剪切总是可以使轴上的电流密度消失的喷流不稳定，这是通常在从吸积盘发射的喷流中发现的特征。我们还表明，标准的非旋转射流模型（其中的环向场占主导地位的极向的），这是已知的是不稳定的，不稳定的旋转，除非等离子体$β$参数和旋转力的强度都接近径向平衡的条件所允许的限制。新的磁剪切驱动的不稳定性，在本文中发现，以及更传统的压力驱动的不稳定性，可能会为我们提供一个潜在的能源的粒子加速机制的高能发射发生在AGN喷流的内部。
2000-10-25 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
MHD Disk Winds in PNe and pPNe
来自吸积盘的风被认为是行星状星云（PNe）和原行星状星云（pPNe）中旋进喷流和极端双极形态的驱动源。在这里，我们应用MHD磁盘风模型PNe和pPNe分别估计渐近MHD风速和质量损失率。我们表明，由此产生的风可以恢复观测到的动量和能量输入率PNe和pPNe。
2003-10-19 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
Structure and Physical Conditions in MHD Jets from Young Stars
我们已经建立了一系列的理论诊断方法来探测在各种光学禁戒线观测到的年轻恒星喷流现象的基础。我们计算和模型中的自洽方式的物理和辐射过程中产生的内部磁盘风驱动的磁离心从一个年轻的类太阳恒星的星周吸积盘。通过与高角分辨率下的实际观测数据的比较，我们的方法将为系统诊断喷流及其相关的年轻天体提供依据，以证实此类现象的发射机制。这项工作可以帮助将第一原理理论预测与实际的多波长观测相结合，并将在许多非常复杂的数值模拟和观测数据之间建立联系。这里讨论的分析方法可立即应用于HST和Adaptic Optics获得的新的高分辨率数据。
2001-12-28 astro-ph
Kinetic energy flux versus Poynting flux in MHD winds and jets: the intermediate regime
我们表明，正式的渐近极限为所有旋转多方轴对称完美MHD流是一个动能主导的风准直抛物面周围的对称轴。我们通过证明另一个先验可能的有限坡印亭通量的解可以根据以下物理基础被排除而得出这个结果：（1）风速不超过快模式速度无处不在，（2）绕极流增加与距离的来源。我们表明，渐近环向应力准直是数学上强大的，我们给出了强有力的论据，为什么最近的反-准直声明不正确。然而，在实践中，由于绕极电流的对数下降非常缓慢，从源的距离增加，有一个广泛的中间制度与显着坡印亭通量。这种中间状态，而不是数学上精确的渐近状态，可以很好地应用于有限长度的喷流。我们简要地讨论了特殊性，将与坡印亭喷流在中间制度。在近场的无力初始条件下，最有可能产生这样的喷流，其中大部分的能量通量是电磁的。
2003-09-04 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
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
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
Long period slow MHD waves in the solar wind source region
考虑压缩粘性和热导率，研究了长周期慢纵向MHD波在极冕洞中的传播和耗散。我们讨论了它们可能在谱线变窄中的作用，以及在冕洞和太阳风的能量收支中的作用。我们比较了纵向MHD波和高频Alfven波的贡献。
2007-12-17 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
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
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
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
A disk-wind model with correct crossing of all MHD critical surfaces
对经典的Blandford & Payne（1982）磁离心加速和盘风准直模型进行了重新讨论和改进。在原始模型中，气体是冷的，溶液到处都是亚快磁声。在本模型中的等离子体具有有限的温度和自洽的解决方案的MHD方程开始与亚慢磁音速，随后跨越所有的临界点，在慢磁音速，阿尔文和快磁音速分界面。因此，超快磁声解满足MHD因果关系。在快磁声临界点的下游，极向流线向轴线过聚焦，解终止。简要讨论了该模型对与年轻星体有关的盘风的有效性。~
2000-05-30 astro-ph
Stellar Outflows Driven by Magnetized Wide-Angle Winds
我们提出了二维的，圆柱对称的流体动力学和磁流体动力学（MHD）的大角度风与崩溃的环境相互作用的模拟。这些模拟与年轻恒星天体（YSO）直接相关。这些结果也可能用于研究原行星状星云和行星状星云的准直外流。我们研究了一系列与渐近MHD风准直相一致的风结构。准直度由极区风密度与赤道区风密度之比来表示。我们发现，一个环形磁场可以产生显着的影响，由此产生的外流，引起一个非常密集的，射流样的流动在后冲击区。该区域的流动性质类似于平行MHD风的渐近状态。我们的结论是，广角磁流体风很可能能够驱动分子外流。由于在模拟中很难从头开始处理MHD风，我们选择风一致的慢磁转子中的磁场强度。虽然MHD发射风将在快速旋转政权，我们讨论我们的结果，这依赖于环形箍缩效应，将举行更强的场强。
2002-02-13 astro-ph
An MHD-driven Disk Wind Outflow in SDSS J0300+0048?
SDSS J030000.56+004828.0的外流具有最高的低电离金属线柱密度，这是迄今为止报道的宽吸收线类星体。从不同的离子的吸收也被隔离的速度的函数的方式，只能用盘风外流解释。此外，在观测到的高流出速度下，存在如此大的气体柱密度可能与纯粹的辐射加速不相容。应认真考虑MHD对加速的贡献。
2003-11-25 astro-ph
Global asymptotic solutions for non-relativistic MHD jets and winds
我们提出了一般和全球性的分析解决方案，有效的从极点到赤道，非相对论，旋转，静止，轴对称，多变，无约束，完美的MHD风的渐近结构。这种风的渐近结构由几乎没有极向流的场区组成。我们证明了一个Hamilton-Jacobi方程或等价的Grad-Shafranov方程给出了场区的渐近结构，这些场区由极轴周围的载流边界层和近零磁表面所包围.解以匹配渐近的形式给出，分别在这些边界层内外有效。对于动能在无穷远处占优势的风，得到了磁面聚焦为抛物面的WKBJ解析解.当等离子体轴向密度随距风源距离对数的倒数而衰减时，当风在大距离上携带坡印亭通量时，解渐近地逼近嵌套圆柱和圆锥磁面.
2003-09-04 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
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
MHD Stellar and Disk Winds: Application to Planetary Nebulae
MHD风可以从恒星和周围的吸积盘中发出。感兴趣的是知道有多少风力可用以及两个转子中的哪一个（如果有的话）主导该功率。我们在多极行星状星云（PNe）和原行星状星云（PPNe）的背景下对此进行了研究，最近的观测表明，需要超过辐射驱动的风力发电源，并且可能需要磁场整形。我们计算了磁流体风力发电从一个耦合的磁盘和明星，其中前者的结果从二进制中断。由此产生的风力只取决于吸积率和恒星的性质。我们发现，如果恒星的信封最初缓慢旋转，盘风将占主导地位的整个演变。如果恒星的包层是快速旋转的，恒星风最初可能具有与盘风相当的能量，直到恒星风带走恒星的角动量。由于一颗初始快速旋转的恒星可能会使其自转轴和磁轴与盘不一致，因此这种盘风系统可能会导致多极外流。对于大于自旋下降时间的时间，后AGB恒星风是奴隶的磁盘缓慢和快速的初始自旋的情况下，盘风光度占主导地位。我们发现一个相当大的参数空间，混合星+磁盘MHD驱动风是合理的，其中两个或两个都可以占PPNe和PNe的权力。我们还推测可能出现的耦合系统的形态。耦合风可能有助于解释许多引人注目的多壳层或多极星云的形状。磁活动，如X射线耀斑可能与两个中心的恒星和磁盘，将是一个有价值的诊断MHD过程中的动力学作用PNE。
2000-08-18 astro-ph
An analytical MHD wind model with latitudinal dependences obtained using separation of the variables
本文给出了一类新的二维解析解，它是描述旋转中心物体产生的轴对称螺旋磁化外流的稳态磁流体动力学（MHD）方程组的完整解。通过动量方程中的变量的非线性分离，系统地获得的解决方案。分析产生三个参数，测量各向异性的各种流量的纬向分布。在拓扑上，风速由X型临界点控制，该临界点用于过滤掉单个风型分支和阿尔芬奇点。这些解可以看作是Weber & Davis（1967）磁化风模型在赤道平面外的一个扩展，但具有可变的多变指数。
2001-03-19 astro-ph
Global asymptotic solutions for relativistic MHD jets and winds
我们考虑相对论的，固定的，轴对称的，多变的，无约束的，完美的MHD风，假设他们的五个拉格朗日第一积分是已知的。渐近结构由沿极轴和零表面（如赤道面）的边界层所包围的场区域组成，这些场区域具有由等离子体或磁极向压力支持的带电柱或片箍缩结构。在每个场区单元中，固有电流（这里定义为渐近极向电流与渐近洛伦兹因子之比）保持恒定。我们的解是以分别在边界层内外有效的匹配渐近解的形式给出的。一个哈密尔顿-雅可比方程，或等价的一个格拉德-沙夫拉诺夫方程，给出了携带坡印廷通量到无穷远的风场区域的渐近结构。发现轴向压力、轴向电流与渐近洛伦兹因子之间存在重要的一致性关系。同样，我们推导出WKB型解析解的风是动能占主导地位的无穷大，其磁表面集中抛物面。极边界柱中轴线上的密度随距风源距离的对数的负幂而缓慢下降。磁表面的几何形状在渐近域的所有部分，包括边界层，明确推导的第一积分。
2003-09-04 astro-ph
Relativistic MHD Winds from Rotating Neutron Stars
我们解决了旋转中子星的轴对称，广义相对论MHD风的时间相关动力学。质量损失率自洽地获得作为MHD方程的解决方案，在恒星表面受到有限的热压力。条件被选择为代表的中微子驱动阶段，在新诞生的磁星，已被认为是一个可能的引擎伽玛暴。我们计算的角动量和能量损失作为$σ$的函数，并比较它们与脉冲星风的经典理论的分析预期。我们观察到的收敛力的自由极限的能量损失，我们研究的封闭区的演变增加磁化。结果还表明，偶极磁场和封闭区的存在并没有显着修改风的加速和准直特性。
2006-12-22 astro-ph
MHD disc winds
这是一个关于吸积盘驱动磁性自约束射流的物理学博士学位讲座，通常在文献中称为盘风。我将首先回顾磁流体动力学方程，然后讨论其物理内容。在这个层次上，驱动开普勒吸积盘喷流的必要条件已经可以推导出来。这些条件与吸积-喷射结构的自相似计算进行了验证。在第二部分中，我将批判性地讨论使用自相似性时引入的偏见以及其他一些问题，例如：这些系统真的不稳定吗？一个标准的吸积盘能在其最里面的部分提供发射喷流的条件吗？X-winds和D-winds有什么区别？最后，将讨论原恒星和它的拱星盘之间的磁相互作用，重点是恒星自旋下降。
2006-07-11 astro-ph
Application of MHD Disk Wind Solutions to Planetary/Protoplanetary Nebulae
来自吸积盘的风被认为是行星状星云（PNe）和原行星状星云（pPNe）中旋进喷流和极端双极形态的驱动源。在本文中，我们解决的适用性MHD磁盘风模型PNe和pPNe。我们首先回顾Pelletier和Pudritz（1992）的非自相似方法磁离心盘风。然后，我们讨论的条件可能发生在PNe和PNe吸积盘，形成通过二元相互作用。最后，检查磁离心盘风模型所需的无量纲参数的条件，我们表明，这样的风可以恢复所观察到的动量和能量输入率PNe和PNe。在后一种情况下，可能需要高吸积速率（$M_a \approx 10^{-4}$ \mdot）。我们发现，所观察到的{ \it总}的能量和动量在pPNe可以恢复与磁盘风模型使用现有的磁盘形成的情况。当结合现有的情况下，吸积盘的形成从破坏恒星同伴，我们的模型可能会提供一个解释的存在下观察到的高速极结（FLIERS）在一些PNE。
2004-02-04 astro-ph
Coronal Heating and Acceleration of the High/Low-Speed Solar Wind by Fast/Slow MHD Shock Trains
我们研究了日冕加热和加速的高速和低速太阳风在开放的领域领域的快速和缓慢的磁流体动力（MHD）波的耗散通过MHD冲击。线性极化的\Alfven（快MHD）波和声波（慢MHD）沿着磁场线向上传播，最终分别形成快速接通激波串和流体动力学激波串（N波），以加热和加速等离子体。我们确定了从过渡区（TR）的底部到1AU的稳态条件下，通过同时求解动量和质子/电子能量方程的冲击振幅的演化方程的日冕的一维结构。我们的模型再现了高速风从极孔和低速风从中低纬流光除了观察到的热日冕的流光的整体趋势。慢波的加热作用对低层日冕的密度增加是有效的，对密集低速风的形成起着重要的作用。另一方面，快波可以携带相当大的能量到上层加热外日冕，有效地加速高速风。我们还研究了TR底部的磁场强度$B_0$和流管的非径向膨胀$f_{\rm max}$的相关性，发现大的$B_0/f_{\rm max}\gtrsim 2$但小的$B_0\simeq 2$ G有利于高速风，而小的$B_0/f_{\rm max}\simeq 1$则需要低速风。
2003-12-22 astro-ph
Ideal MHD solution to the $σ$ problem in Crab-like pulsar winds and general asymptotic analysis of magnetized outflows
利用相对论性、定常、轴对称、理想磁流体力学（MHD）理论，通过求解沿流场方向和跨场方向的动量方程，分析了脉冲星风的超阿尔文区。采用自相似模型，我们证明了理想MHD可以解释从高（>>1）到低（<<1）的$σ$，坡印廷物质的能量通量比的值的全部加速度。该解决方案还显示了从载流到返回电流制度的过渡，部分满足电流闭合条件。我们讨论的理想MHD制度的基础附近的边界条件是必要的，以便有所需的过渡，从高到低的$σ$在现实的距离，并认为这是一个可能的情况下，赤道风。检查的MHD渐近一般，我们扩展了Heyvaerts和诺曼和Chiueh，李，Begelman的分析，包括两个新的元素：类的准圆锥和抛物线场线形状，不排除一个有效的和更快的比对数加速，和过渡$σ=σ_c$之后，离心力（极向和方位角）是占主导地位的条款在transfield力平衡方程。
2003-09-10 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
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
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
MHD Models for Winds from Neutron Stars, and their Interaction with the Environment
相对论MHD（RMHD）数值方案的最新发展使我们能够模拟来自致密源的风的加速和外流特性。理论模型表明，当速度接近$c$时，气流的加速和准直效率极低，这与许多观测结果相反。数值结果的轴对称转子，无论是在单极和偶极磁场的情况下，将提出，表明在理想的RMHD加速确实是低效的。我还将提到目前模拟的数值挑战和稳定性问题。最后，我将讨论脉冲星风与周围信噪比的相互作用。我将介绍基于星云内部流动的数值模拟的发射图，以及如何将它们与观测结果进行比较，以获得有关远离源的脉冲星风特性的信息。
2006-08-11 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 the relativistic wind in gamma-ray bursts: MHD flow from a disk orbiting a stellar mass black hole ?
我们计算了质量损失率从一个磁盘轨道恒星质量的黑洞假设流被引导沿磁场线连接到磁盘。然后，我们估计风在无穷远处的洛伦兹因子。我们发现，洛伦兹因子可以达到很高的值，只有严格的约束，满足的领域的几何形状和能量注入的条件。我们讨论我们的结果在不同的情况下，伽马射线暴。我们提到的风险'污染'的布兰德福德-Znajek过程中的风从磁盘发出的材料。
1999-07-21 astro-ph
Simultaneous Production of Disk and Lobes: A Single-Wind MHD Model for the Eta Carinae Nebula
明亮的蓝色变星Eta Carinae被一个由喷射物质组成的复杂且高度结构化的星云所包围。研究得最好的轴对称流出部分由双极叶（“侏儒”）和赤道“裙”组成。“最近的自行测量表明，裙部与叶瓣同时喷出，与目前所有星云形成理论模型的假设相反（使用裙部将恒星风准直成叶瓣）。我们提出了一个磁流体动力学（MHD）恒星风模型，在一个单一的，稳态的风产生流出盘和双极叶。基本模型由一个旋转恒星的风与旋转轴对齐的偶极子磁场。由恒星自转产生的磁场的方位角分量将风压缩到赤道和自转轴，同时产生外流盘和喷流。我们使用数值MHD模拟研究风的恒星旋转的各种金额，并显示一系列风的形态。为了产生类似于侏儒的广角瓣（大约有30度的张开角），还需要来自恒星的高速极风（具有增强的能量密度）。在这种情况下，风的结构与Eta Car星云的裙状加侏儒形态非常相似，恒星角动量的很大一部分被风带走。虽然该模型假设了稳态风（而不是喷发）和热成风驱动（而不是辐射压力），风的结构是令人鼓舞的。
2004-08-05 astro-ph
Multi-scale Hall-MHD turbulence in the solar wind
太阳风磁涨落谱在频率f>1Hz时呈现明显的幂律变陡。通过色散霍尔磁流体动力学的起源，这种多尺度的研究。我们在一个高度湍流的壳层模型框架下进行了三维数值模拟，结果表明，大尺度磁涨落的特征是一个k^-5/3型谱，它在小于离子惯性长度di的尺度上变陡，如果磁能超过动能，则变陡到k^-7/3，反之则变陡到k^-11/3。这些结果是一致的启发式描述一拉Kolmogorov，并与幂律指数的范围内发现的太阳风。
2007-02-01 astro-ph
Relativistic MHD Winds from Rotating Neutron Stars
我们在这里回顾最近的数值结果有关的加速和准直相对论流出的中子星，我们讨论了它们的影响模型的磁星在其假设的初始高旋转状态。新的结果与不同的注入条件和延伸到更大的距离，从中央恒星也提出和讨论，表明，只有在弱磁化风的情况下，准直外流确实是可能的。最后，我们评论的可能性，新诞生的磁星可能触发伽玛暴，我们表明，数值结果不支持这样的假设。
2007-01-19 astro-ph
Evidence for bipolar jets in late stages of AGB winds
最近在一些AGB星中观测到了不同演化阶段的双极膨胀。这种膨胀是由在AGB风演化后期出现的双极喷流驱动的。风困住了射流，形成了一个不断膨胀的细长茧。最后，喷流从封闭的球形风中爆发出来，就像最近在W43A上观察到的那样。这个源显示了AGB风中喷流的最高级演化阶段。最早的例子是IRC+10011，在高分辨率近红外成像中揭示了不对称性。在这个来源中，喷流在大约200年前才开始，而球形风大约有4000年的历史。
2003-09-30 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
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
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。
2004-06-14 astro-ph
