Time Variability of Low Angular Momentum Flows Accreting onto Black Holes: A Natural Mechanism For Radiation Flaring
我们目前的结果，从我们的磁流体动力学模拟吸积流到黑洞。我们主要关注的是流入和相关流出之间的相互作用。我们考虑应用这种流动的银河系中心和低光度活动星系核。
2004-09-20 astro-ph
Time-dependent magnetohydrodynamic self-similar extragalactic jets
河外喷流被可视化为动态的爆发事件的时间相关的磁流体动力学（MHD）方程模拟。喷流结构是通过二维轴对称球几何中的时间自相似解得到的。二维磁场在有限等离子体压力区或有限$β$区中求解，并且由等离子体压力起本征值作用的方程描述。这允许在空间中的磁瓣的结构，其中极轴瓣在强度上强烈地达到峰值，并且与其他瓣相比在角展度上准直。由于这个原因，极瓣与其他瓣重叠，在极方向自然产生喷流结构。此外，在空间中的每个磁瓣内，存在具有沿着该主瓣嵌入的闭合二维场线的小的次级区域。在这些嵌入的磁环中，等离子体压力和质量密度相应地高得多。这些被称为次级类质体团。这些次级等离子体团中的磁场线以交替顺序循环，使得相邻等离子体团具有相反的场线。特别是，沿着极地主瓣，这种周期性的等离子体团结构恰好与射电观测相兼容，其中高射电强度的岛屿被映射。
2007-10-24 astro-ph
A Magnetohydrodynamic Boost for Relativistic Jets
我们使用RAISHIN程序对Aloy和Rezzolla（2006）探索的相对论射流的流体动力助推机制进行了相对论磁流体动力学模拟。模拟结果表明，磁场的存在改变了稀薄，超压射流（$V^z_j$）切向流动到致密的外部介质之间的激波界面的属性。与纯流体动力学的情况相比，磁场可以导致更有效的射流加速。与界面相切并平行于喷流的"极轴“磁场（$B^z$）既产生较强的向外移动激波，又产生较强的向内移动稀疏波。这导致了一个大的速度分量垂直于界面，除了加速度切向的界面，并因此加速到更大的洛伦兹因子比在纯流体动力学的情况下获得的。同样地，与界面相切但垂直于喷流的强“环形”磁场（$B^y$）也导致与激波界面相切的加速比纯流体动力学情况更强。总的来说，在“poloidal”的情况下的加速效率是小于“toroidal”的情况下，但两种几何形状仍然导致更高的洛伦兹因子比纯流体动力学的情况下。因此，相对论性喷流中磁场的存在和相对取向可以显著地改变Aloy和Rezzolla（2006）研究的流体动力学助推机制。
2007-09-13 astro-ph
Two-flow magnetohydrodynamical jets around young stellar objects
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）恒星风与磁盘驱动的喷气机的电阻和粘性吸积盘自洽描述。用VAC程序对跨磁声准直磁流体外流进行了数值研究。我们的模拟表明，由于热压力和洛伦兹力的作用，中心物体热日冕的内部流出被加速。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，从阻力吸积盘发射的外流主要由磁离心力加速。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喷流有不同的结构，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射流和更大的径向延伸，这是在更好的协议，除了是更一致的观察到的质量喷射率增强。
2007-06-22 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
Magnetohydrodynamic jets from different magnetic field configurations
使用轴对称MHD模拟，我们调查如何整体射流的形成是由磁盘磁通量配置文件和/或中央恒星磁层的存在的变化的影响。我们的模拟从无力磁场配置中的初始流体静力平衡态发展而来。我们发现准直度与盘风磁化强度幂律指数之间存在唯一的关系。对于较陡的磁盘磁场轮廓，准直度降低。由平坦剖面产生的高度准直的流出流倾向于不稳定。我们进一步考虑了平行或反平行排列的恒星偶极子和圆盘场叠加的磁场。恒星风和盘风都可能演化成一对外流，然而，一个相当强的盘风分量是必不可少的喷流准直。强烈的耀斑可能导致质量流量突然改变两倍。我们推测，这样的耀斑可能最终触发喷气结。
2008-11-20 astro-ph
Constraints on the role of synchrotron X-rays from jets of accreting black holes
本文对Heinz & Sunyaev（2003）的标度不变性理论进行了扩展，考虑了辐射冷却对核心喷流和外流X射线同步辐射的影响。导出了射电光度L_r、同步辐射X射线光度L_x、质量M和吸积黑洞的吸积率之间的标度关系。我们认为，Merloni，Heinz，& DiMatteo（2003）在定义活动星系核和银河系X射线双星中L_r，L_x和M之间的“基本面”相关时，需要在标度关系中加入同步辐射损失。然后，我们将新的标度关系拟合到“基本平面”相关性。这使我们能够获得统计约束的贡献，从喷气同步辐射的X射线从黑洞，或者，在这些喷气机的粒子加速计划在工作。我们发现，为了使喷流同步加速器X射线与观测到的“基本平面”相关性相一致，全局粒子谱必须既陡峭：f（gamma）~ gamma^（-（3.4（+0.6-0.5）），又不分解到远低于射电同步加速器区域的能量。这种陡峭的粒子分布意味着比大多数来源中观察到的更陡峭的X射线光谱，有助于与可用的X射线光谱指数测量的相关性。我们认为，除非尺度不变性假设的一些假设被打破，另一种发射机制（可能是磁盘辐射和/或逆康普顿散射的射流）显着贡献的X射线的一个相当大的一部分来源。
2004-09-01 astro-ph
Why there are no jets from cataclysmic variable stars
我们认为，最近的热模型的年轻恒星物体的喷气发动机，当应用到系统包含盘吸积白矮星自然解释，否则令人惊讶的没有喷流在激变变星。热发射是可能的，当吸积材料强烈冲击由于大梯度的物理量在边界层（或在内部边界的截断盘），然后冷却的时间尺度长于其喷出时间从磁盘。在我们的理论框架中，磁场很弱，只起到在离源很远的地方使外流加速的作用，或者引发激波，而不是作为喷流驱动剂。利用激波形成和物质抛射的判据，我们发现吸积白矮星的质量吸积速率约为10^{-6} Mo/y，这解释了激变变星中没有喷流，而在其它白矮星吸积系统中（如超软X射线源、共生星和经典新星）却存在喷流的原因.
2004-10-03 astro-ph
3D Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Magnetized Spine-Sheath Relativistic Jets
对弱磁化和强磁化的相对论性喷流分别嵌入弱磁化和强磁化的稳定或弱相对论性（v = c/2）鞘层中进行了数值模拟。平行于流动的磁场被用于这些模拟中，这些模拟由新的GRMHD数值代码RAISHIN在其RMHD配置中使用。在数值模拟中，洛伦兹因子$γ= 2.5$射流被旋进以打破初始平衡位形。在模拟中，声速在弱磁化模拟中为$\lesssim c/\sqrt 3$，在强磁化模拟中为$\lesssim 0.3c$。在弱磁化模拟中，Alfven波速为$\lesssim 0.07c$，在强磁化模拟中为$\lesssim 0.56c$。数值模拟的结果进行了比较，从正常模式分析的线性化相对论磁流体动力学（RMHD）方程能够描述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相对论运动鞘的理论预测。理论色散关系允许调查的影响与最大可能的声速，阿尔芬波的速度接近光速和相对论鞘速度。数值模拟结果验证了预测的弱磁化系统的稳定性增加，导致从c/2鞘层速度和稳定的强磁化系统导致从c/2鞘层速度。
2007-03-08 astro-ph
3-D SPH Simulations of Radiatively Cooling Magnetized Jets
在这项工作中，我们总结了三维光滑粒子磁流体动力学数值模拟的超磁声，辐射冷却射流的结果。
1998-08-19 astro-ph
Jet-formation in accreting black hole systems and in GRB
据观察，大多数强大的喷流都是从吸积的黑洞系统中产生的。最近的准稳态辐射MHD计算表明，喷气发射开始在最里面的区域的过渡层（：TL），这是位于磁盘和日冕之间。TL中的等离子体主要由维里热质子，平流，高磁扩散和旋转超开普勒。在TL中的放大的环形磁场（磁场）达到相对于电子热能超过均分的值，从而大大增强坡印亭能通量，并产生具有正伯努利数的引力未结合的电子-质子流出。我们推测，光束喷流在GRB可能具有类似的属性，提供GRB的祖先有足够的旋转能量，形成一个近开普勒和大规模的磁盘。
2003-02-15 astro-ph
3-D SPH Simulations of HD and MHD Jets
本文基于光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics）技术，对超声速辐射冷却射流在均匀和分层环境中的传播进行了全三维流体动力学和磁流体动力学模拟。
1995-10-27 astro-ph
White dwarfs with jets as non-relativistic analogues of quasars and microquasars?
我们探讨吸积白矮星（CH Cyg和MWC 560）和更有活力的喷流源-类星体和微类星体之间的相似之处。到目前为止，我们已经确定了几个共同的属性：（1）它们表现出准直的流出（喷流）;（2）喷流是旋进的;（3）这两个共生星表现出类星体的发射线光谱;（4）有一个像在微类星体中观察到的盘喷流连接。此外，它们可能具有类似的能量源（从吸积物体提取旋转能量）。对低能类似物的研究可能对我们理解它们的高能表亲有重要意义。
2004-12-17 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
Microquasars as sources of high energy phenomena
相对论流出是吸积黑洞中的一种常见现象。尽管在尺度上有巨大的差异，吸积恒星质量的黑洞（X射线双星）和超大质量的黑洞产生的喷流具有相似的物理性质。在这里，我回顾了微类星体作为相对论喷流，伽马射线，宇宙射线和高能中微子的来源。
2002-11-05 astro-ph
Hyper-accreting black holes
超吸积盘是中微子和磁化喷流的短暂而强大的来源。这样的圆盘是伽马射线暴的合理来源。本文介绍了盘的结构、盘周围中微子向正负电子等离子体的转化以及爆发后的演化。
2008-10-15 astro-ph
An ultra-relativistic outflow from a neutron star accreting gas from a companion
准直相对论性流出，或喷流，是宇宙中最具活力和相对论性的现象之一。它们与遥远的活动星系核（AGN）中的超大质量黑洞、吸积黑洞和双星系统中的中子星有关，并被认为是造成伽马射线暴的原因。然而，这些喷流的物理学仍然是一个谜，因为它们的整体速度，成分和能量仍然很难确定。在这里，我们报告的超相对论外流的发现，从一个双吸积中子星吸积气体的双系统。流出的速度与从活动星系核观察到的最快移动的流相媲美，其强度受到中子星上物质吸积速率的调制。激波在气流的下游被激发，它们本身以温和的相对论性整体速度移动，并且是所观察到的来自射流的同步辐射的位置。我们的结论是，产生这种高度相对论性的外流并不需要黑洞特有的性质，如事件视界。
2004-01-15 astro-ph
Formation of Semi-relativisitc Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars: Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower
利用2.5维电阻磁流体动力学（MHD）方法模拟了弱磁化中子星与其吸积盘的磁相互作用。用伪牛顿势模拟了广义相对论效应。我们发现，沿圆盘旋转轴方向的平行喷流是由以下机制形成的：（1）由于中子星和圆盘之间的差速旋转，连接中子星和圆盘的磁环发生扭曲。(2)从盘的扭转注入启动环的膨胀。(3)膨胀的磁环创造了一个磁塔，在其中加速的磁盘材料作为准直的双极射流行进。射流的工作表面的传播速度是光速（$\sim 0.1c$）的10%的量级。(4)在膨胀的磁环内部发生的磁重联间歇地将热气泡注入磁塔。在我们的模拟中，气泡的喷射速度是发射点的局部Alfvén速度和$\sim 0.2c$的数量级。(5)在塔内移动的热气泡赶上射流的工作表面。由磁重联产生的高能电子是无线电发射的一个合理来源。我们的模型可以解释弱磁化（$|{\boldmath$ B_{*} $}|\le 10^{9}$ gauss）中子星窄喷流的形成过程以及Sco X-1核部射电耀斑和瓣部射电耀斑之间的相关性。
2003-11-06 astro-ph
Evidence for a parsec scale X-ray jet from the accreting neutron star Circinus X-1
我们分析了在2005年拍摄的Circinus X-1的50 ks Chandra光栅观测的零级图像，该图像是在源的低通量状态下拍摄的。圆规座X-1是一颗吸积的中子星，具有超相对论性的角秒尺度射电喷流和弥散的角分尺度射电喷流和波瓣。图像显示，沿西北方向的反喷流的大致方向有一个明显的多余部分，与无线电发射一致，这表明它起源于喷流本身或喷流进入其环境的冲击。这使得Circinus X-1成为第一颗被探测到扩展X射线喷流的中子星。我们推断的动力喷流功率明显大于喷流膨胀大尺度射电星云所需的最小功率。
2007-06-29 astro-ph
The Blandford-Znajek mechanism and emission from isolated accreting black holes
在磁场存在的情况下，旋转能量可以通过Blandford-Znajek机制从黑洞中提取。我们使用自相似平流为主的吸积（ADAF）模型来估计这种机制的效率黑洞吸积从几何厚的磁盘，在最近的磁流体动力学磁盘模拟的光，并表明，从电磁能量提取的功率超过吸积光度ADAF在足够低的吸积率。我们认为孤立的恒星质量的黑洞吸积从ISM的可探测性，并表明，任何快速旋转的孔的能量提取效率可以达到0.01。如果能量主要以伽马射线的形式辐射，那么估计的总光度将与一些EGRET源作为吸积孤立黑洞的初步鉴定相一致。我们讨论的重要性，从Blandford-Znajek机制的其他平流占主导地位的吸积流，特别是在低光度星系核的光谱发射。
1999-07-21 astro-ph
Magnetohydrodynamic Effects in Propagating Relativistic Jets: Reverse Shock and Magnetic Acceleration
我们解决了一个任意磁化的相对论性流注入到一个静态的一维非磁化介质中的减速的黎曼问题。我们发现，在相同的初始洛伦兹因子下，反向激波随磁化强度σ（坡印廷能流与动能流之比）的增大而逐渐减弱，当σ超过临界值σ_c时，激波变为稀疏波。在稀疏波制度中，我们发现，稀疏区域被加速到一个洛伦兹因子，这是显着大于初始值。这种加速机制是由于流中的强磁压力。我们讨论了这些结果的影响模型的伽马射线暴和活动星系核。
2008-11-13 astro-ph gr-qc
Three Dimensional Magnetohydrodynamical Simulations of Core Collapse Supernova
我们对具有倾斜于自转轴的磁场的核心坍缩超新星进行了三维磁流体动力学模拟。模拟采用了一个简单的经验状态方程，其中简并气体的压力近似为分段多面体为简单。为了简单起见，没有考虑中微子引起的能量损失。模拟从一个铁芯的动态崩溃阶段开始。在高密度气体的压力作用下，动力学坍缩在$ t $ = 189 ms时停止，形成原中子星（PNS）。在典型的模型中，PNS的演变约为40毫秒。当初始旋转是适度的快和初始磁场是适度的强，双极喷流发射从高层大气（$ r \sim 60 {\rm km} $）的PNS。喷流被加速到$ \sim 3 \times 10 ^4 $ km s $^{-1}$，这与足点处的逃逸速度相当。射流平行于初始旋转轴线。在喷射之前，磁场通过PNS的旋转而扭曲。扭曲的磁场形成环形多层膜，其中方位分量交替变化。磁性多层膜的形成是由于初始条件，其中磁场相对于旋转轴倾斜。喷流的能量仅微弱地依赖于假定的初始磁场。当初始磁场较弱时，PNS形成和喷流喷射之间的时滞较长。它还表明，时滞有关的阿尔文渡越时间。虽然在我们的模拟中，近球形的瞬发激波向外传播，但它是…
2008-05-07 astro-ph
Jets in Supermassive and Stellar-Mass Black Holes
相对论流出是吸积黑洞中的一种常见现象。尽管在尺度上存在巨大差异，X射线双星和双星中的恒星质量黑洞，以及星系动力中心的超大质量黑洞，都是具有类似物理性质的喷流源。对微类星体、伽马射线暴和活动星系核的研究之间的协同作用应该有助于深入了解宇宙中随处可见的相对论喷流的物理学。
2003-02-11 astro-ph
Evidence that powerful radio jets have a profound influence on the evolution of galaxies
超大质量黑洞与其相关暗物质晕的性质之间的关系意味着，吸积黑洞的流出物提供了一种调节星系形成的反馈机制。具有微弱或不可检测的射电喷流的黑洞（射电安静类星体）的数量比具有强大喷流的黑洞（射电大声类星体）的数量多10-100倍，因此强大喷流流出经常被忽略。然而，每当触发强大的射流时，反馈的效率就会有戏剧性的（因子>100）阶跃函数增加。我们使用一个反馈模型，与测量的平谱射电响亮类星体的空间密度，以显示一个强大的喷流插曲可能发生在宇宙中的每一个原星团。在喷流触发之前，有足够的时间进行引力坍缩，创造出许多（约10-100个）周围的原星系，这些原星系的质量足以容纳射电宁静的类星体。触发后，强大的喷流推回并加热电离气体，使其无法落入这些原星系并冷却。一旦中性/分子气体库耗尽，整个原星团的恒星形成和黑洞活动都会同步停止。这些考虑意味着射电噪声类星体对今天在星系团中看到的所有星系的演化有着深远的影响。
2004-09-28 astro-ph
Jets from black hole binaries and Galactic Nuclei
相对论流出是吸积黑洞中的一种常见现象。尽管在尺度上有巨大的差异，双星中的恒星质量黑洞和银河核中的超大质量黑洞产生的喷流具有类似的性质。在这两种情况下，都观察到两种相对论性外流：1）稳定的紧凑喷流与平坦的频谱，和2）零星的扩展喷流与陡峭的频谱和明显的超光速运动。此外，最常见的一类伽马射线暴是来自超相对论喷流的余辉，与宇宙学距离上的黑洞形成有关。
2000-05-09 astro-ph
Radio Jets in Galaxies with Actively Accreting Black Holes: new insights from the SDSS
大多数附近的射电噪声活动星系核都存在于大质量的、古老的椭圆星系中，发射线很弱。然而，在高红移时，大多数已知的射电活动星系核都有强的发射线。在本文中，我们研究了一个子集的射电活动星系核的发射线选择从斯隆数字巡天。附近的射电活动星系核具有发射谱线的概率是星系质量的强减函数，是射电光度在10^25 W/Hz以上的增函数。发射线和射电光度是相关的，但有很大的色散。在给定的射电功率下，具有小黑洞的活动星系核比具有大黑洞的活动星系核具有更高的[OIII]光度（我们将其解释为更高的吸积率）。然而，如果我们标度无线电和发射线光度的黑洞质量，我们发现之间的相关性归一化无线电功率和吸积率在爱丁顿单位是独立的黑洞质量。在标准化的射电功率和星系中恒星星族的年龄之间也有明显的相关性。现今具有最高标准化射电功率的活动星系核仅限于具有小黑洞的星系。如果大黑洞在早期宇宙时期也同样活跃，那么活动星系核的高红移、高射电光度就可以得到解释。为了研究为什么只有一小部分的发射线AGN成为无线电响亮，我们创建了无线电响亮和无线电安静AGN的匹配样本，并比较其宿主星系的属性和环境。主要的区别在于它们的环境;我们的局部密度估计是无线电响亮AGN周围的2倍。我们提出了一个方案，在该方案中，射电大声AGN的发射线位于星系的吸积冷和热的气体可以同时发生。（节录）
2007-09-19 astro-ph
Giant Chromospheric Anemone Jet Observed with Hinode and Comparison with Magnetohydrodynamic Simulations: Evidence of Propagating Alfven Waves and Magnetic Reconnection
2007年2月9日，日之出在太阳边缘发现了一个美丽的巨大喷流，其中有冷的和热的成分。日出SOT、XRT和TRACE 195卫星的同时观测表明，热喷流（5 × 10^6 K）和冷喷流（10^4 K）并排存在，热喷流先于相关的冷喷流（1-2分钟）。在光学（Ca IIH），EUV（195 A）和软X射线发射中观察到电流片状结构，表明磁重联发生在过渡区或上部色球层。还用Hinode SOT观察到Alfven波。这些沿着射流传播的速度为200公里/秒，振幅（横向速度）为5-15公里/秒，周期为200秒。我们进行了二维MHD模拟射流新兴的通量重联模型的基础上，通过扩展Yokoyama和柴田的模型。我们用更现实的初始条件（10^6 K日冕）扩展了模型，并将我们的模型与多波长观测进行了比较。模拟模型中日冕温度和密度的改善首次允许定量再现冷喷流和热喷流的结构和演化，支持磁重联模型。Alfven波的产生和传播也自洽地再现在模拟模型中。
2008-10-20 astro-ph
Three-dimensional stability of magnetically confined mountains on accreting neutron stars
我们研究磁约束山的磁流体稳定性，当物质在吸积的中子星的磁极积累时产生。我们扩展了以前的轴对称稳定性分析进行三维模拟，使用理想的磁流体动力学（理想MHD）代码\textsc{zeus-mp}，调查所起的作用边界条件，吸积质量，恒星曲率，和（简要）环形磁场强度。我们发现，轴对称平衡容易受到波动子模式的帕克不稳定性，但不中断。恒星表面的线系边界条件对稳定山脉至关重要。的非线性三维饱和状态的不稳定性的特点是由一个小的程度的非轴对称性（$\la 0.1$百分比）和质量椭圆率的$ε\sim 10^{-5}$的吸积质量的$M_a = 10^{-5} M_\odot$。因此，利用长基线干涉仪（如Advanced LIGO）探测吸积毫秒双星产生的引力波具有良好的前景。我们还调查了理想的磁流体动力学谱的系统，发现长波长极向模式的抑制有利于在非轴对称饱和状态的环形模式。
2008-02-22 astro-ph
GRMHD/RMHD Simulations and Stability of Magnetized Spine-Sheath Relativistic Jets
一个新的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序“RAISHIN”用于模拟具有几何薄Keplarian吸积盘的旋转和非旋转黑洞的喷流产生，发现喷流在旋转黑洞的情况下发展出脊鞘结构。脊鞘结构和强磁场显著地改变了Kelvin-Helmholtz（KH）速度剪切驱动的不稳定性。RAISHIN程序在其相对论磁流体动力学（RMHD）组态中被用来研究强磁场和弱相对论鞘层运动（c/2）对相对论洛伦兹因子等于2.5的喷流脊鞘层相互作用的KH不稳定性的影响。在模拟中，声速高达c/1.7和阿尔芬波速度高达0.56 c被认为是。数值模拟结果进行了比较，从一个新的正常模式分析的RMHD方程的理论预测。发现c/2鞘层速度引起的弱磁化系统的稳定性增加和c/2鞘层速度引起的强磁化系统的稳定。
2007-06-13 astro-ph
Jets from X-ray binaries
相对论性外流，或称“喷流”，是与吸积相对论性天体（包括X射线双星）有关的最明显、最重要但解释不清的现象之一。在过去的十年中，我们已经观察到高度相对论性的流动，由此产生的原位粒子加速在ISM中，并开始挖掘的微妙之处的吸积-流出耦合的时间尺度从秒到年。在这一章中，我将试图主观地描述2003年初对来自X射线双星的喷流的研究状况。
2003-08-28 astro-ph
Turbulent Magnetohydrodynamic Jet Collimation and Thermal Driving
我们已经论证了吸积盘中的磁流体动力学（MHD）湍流会自然地产生环向应力，并且在几何厚度的流动中，这些应力可以驱动和准直流出。我们基于这个论点的一个类比的湍流MHD流体的粘弹性流体，其中方位角剪切流产生环向应力，导致各种流动现象，包括韦森伯格效应，其中一个流体爬上旋转杆。韦森伯格效应和天体物理学喷流之间更重要的区别之一是能量的来源。在我们之前的分析中，我们只考虑了由于中心物体上的自旋下降扭矩而产生的功率，因此发现我们只能在中心物体最大限度地旋转时驱动外流。在这里，我们考虑到能量是由吸积物质释放，并描述了一个方案，在该方案中，这种能量耦合到流出，以创建一个热力学引擎。
2003-12-21 astro-ph
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Jet Formation and Large-Scale Propagation from Black Hole Accretion Systems
通过数值积分广义相对论磁流体动力学运动方程，研究了吸积快速旋转黑洞系统中坡印廷主导喷流的形成和大尺度传播.这项研究扩展了以前的类似工作，通过研究喷流，直到$t\approx 10^4GM/c^3$到$r\approx 10^4GM/c^2$，其中喷流是超快磁声的，并且以实验室框架体积洛伦兹因子$Γ\sim 10$移动，最大终端洛伦兹因子为$Γ_\infty\lesssim 10^3$。坡印廷主导射流的径向结构是分段自相似的，并提供了沿场线的流量拟合。在$r\sim 10$-$100GM/c^2$的\alf表面之外，射流变得稍微不稳定，（至少）电流驱动的不稳定性。这样的不稳定性驱动射流中的冲击，限制了磁加速和准直的效率。这些不稳定性也诱导了含$3\lesssimΓ\lesssim 15$的射流亚结构。喷流仅勉强满足扭结不稳定性的充分必要条件，因此这可以解释天体物理喷流如何能够延伸到很远的距离而不完全破坏。在大距离处，喷流角结构是高斯型的（或在具有尖锐指数翼的核心内是均匀的），具有$\approx 5^\circ$的半张角，并且存在向外延伸到$\approx 27^\circ$的扩展分量。与某些流体动力学模拟不同的是，只要周围介质的环境压力小于射流中的磁压力，环境在射流结构、加速和准直中的作用就可以忽略不计。
2006-03-02 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
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
Gravitational Radiation from Accreting Millisecond Pulsars
人们普遍认为，观测到的毫秒脉冲星磁场的减少可能与吸积阶段有关，在吸积阶段，脉冲星被来自伴星的质量吸积旋转起来。已经提出了各种各样的还原机制，包括磁场被磁山掩埋，当吸积物质被恒星磁场的张力限制在两极时形成。磁山有效地屏蔽了磁偶极矩。另一方面，观测数据表明，吸积中子星是引力波的来源，而磁山是依赖于时间的四极矩的自然来源。我们表明，这种发射足够强，可以被当前和下一代长基线干涉仪检测到。给出了全三维磁流体动力学（MHD）模拟的初步结果。我们发现，初始的轴对称状态松弛到一个近轴对称的配置通过环形磁模式。一个实质性的四极矩仍然存在于最终状态，这是稳定的（在理想的MHD），但高度扭曲。
2008-11-13 astro-ph
Jets in quasars, microquasars and gamma-ray bursts
相对论流出在吸积和形成黑洞中很常见。尽管在尺度上有巨大的差异，X射线双星中的恒星质量黑洞和银河核中的超大质量黑洞产生的喷流具有类似的性质。在这两种情况下都观察到两种相对论性外流：1）具有平坦谱的准定常紧凑喷流，2）具有陡谱和视超光速运动的幕式大尺度喷射。由于黑洞双星现象的时间尺度很短，同步加速器喷流的形成与来自吸积盘的X射线热辐射的变化有关。此外，最常见的一类伽马射线暴可以被认为是极端的微类星体，因为它们是与宇宙学距离上的黑洞形成有关的超相对论喷流的余辉。
2000-05-31 astro-ph
MHD Shock Conditions for Accreting Plasma onto Kerr Black Holes - I
本文将Appl和Camenzind（1988）关于狭义相对论磁流体动力学（MHD）喷流的工作推广到完全广义相对论研究旋转、静止和轴对称黑洞磁层中吸积MHD等离子体的驻激波形成。所有的激波后物理量都用相对论压缩比来表示，而压缩比可以用激波前的物理量来表示。然后，冲击等离子体的下游状态由吸积等离子体的上游状态决定。本文给出了赤道平面吸积流的慢磁声激波的解。我们发现，旋转磁层的慢磁声激波的某些性质可以表现得像一个快磁声激波。事实上，在弱引力极限下，对于上游非旋转吸积等离子体，当磁场线超前旋转时，我们的结果与Appl和Camenzind（1988）的快磁声激波解非常相似.然而，我们发现，由于强引力和旋转的影响，如框架拖曳效应，情况变得更加复杂。对于具有相同能流的吸积解，我们指出了黑洞的大自旋使慢磁声激波变强的趋势。
2002-02-22 astro-ph
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Jet Formation with a Thin Keplerian Disk
我们已经进行了几个模拟的黑洞系统（非旋转，黑洞自旋参数a=0.0和快速旋转，a=0.95）与几何薄开普勒磁盘使用新开发的RAISHIN代码。模拟结果表明，射流的形成是由洛伦兹力和气体压力梯度驱动的。喷流具有适度的相对论速度（\sim 0.4 c）。吸积盘不断提供物质，喷流向外传播，直到每个适用的终端模拟时间（非旋转：t/τ_S = 275，旋转：t/τ_S = 200，τ_S \equiv r_S/c）。看来，旋转的黑洞创造了一个额外的，更快的，更准直的物质主导的内部流出（\sim 0.5 c）形成和加速的扭曲磁场产生的框架拖动在黑洞能层。这是第一个已知的模拟确认形成的内部磁驱动，物质占主导地位的喷流的框架拖曳效应，从一个黑洞共同旋转的薄开普勒磁盘线程的垂直磁场。这一结果表明，喷流的运动学结构取决于黑洞的旋转和初始磁场的配置和强度。
2006-11-03 astro-ph
Shear-Flow Driven Current Filamentation: Two-Dimensional Magnetohydrodynamic Simulations
利用二维磁流体动力学（MHD）模拟方法研究了在永久外部驱动的初始全局理想等离子体中的电流诱导过程。这种情况是典型的天体物理系统，如喷流，星际和星系间介质的动力学是由外力主导。两个不同的情况下进行了研究。在一种情况下，系统是理想的永久和耗散过程被排除。在第二种情况下，被认为是一个系统的电流密度依赖的电阻率。这种电阻率在电流丝中自洽地接通，并允许由于磁重联而引起的局部耗散。因此，人们发现电流丝的撕裂，此外，由于合并不稳定性，电流丝的合并。能量输入和耗散最终相互平衡，系统达到恒定磁能的状态。
2000-10-09 astro-ph
Radiatively driven electron-positron jets from two component accretion flows
长期以来，人们都知道，在黑洞上吸积的物质会产生驻波或振荡激波。激波后的物质以环面的形式膨胀起来，它拦截了来自外部开普勒圆盘的软光子，并逆康普顿化产生硬光子。激波后区域也会产生喷流。我们研究了硬光子和软光子与轴上正负电子喷注的相互作用。结果表明，激波后环面的辐射能使流场加速到相对论速度，而开普勒圆盘的辐射对流场的加速作用很小。我们还表明，在无穷远处的速度或终极速度${\vartheta}$，取决于激波在盘中的位置。
2004-01-11 astro-ph
The Influence of Helical Magnetic Fields in the Dynamics and Emission of Relativistic Jets
我们提出了相对论磁流体动力学和发射的数值模拟，旨在研究活动星系核中的相对论喷流的动力学和发射的磁场所发挥的作用。我们把我们的分析集中在研究的排放从平流层冲击，因为它们可以提供一个解释看到在秒差距尺度在多个来源的固定组件。我们发现，与重新校准冲击相关的结的相对亮度随着射流磁化强度的增加而降低，这表明呈现固定组件的射流可能具有相对较弱的磁化强度，磁场为均分或低于均分的量级。
2008-02-26 astro-ph
MHD simulations of radiative jets from young stellar objects: Halpha emission
本文采用二维轴对称模拟方法研究了射流中的H $α$发射。我们比较从流体动力学（HD）模拟获得的排放与磁流体动力学（MHD）模拟。假设磁场仅存在于射流中，并且具有环形配置。模拟具有随时间变化的喷射速度和不同的初始磁场强度。结果表明，相对于HD的情况下，磁化的情况下，在H $α$发射沿射流的增加。发射的增加是由于在MHD情况下射流的更好的准直，以及激波速度的小幅增加。这些结果可能有重要的影响，从年轻的恒星物体的喷流观测的解释。
2005-12-07 astro-ph
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。
2006-04-21 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
Simulations of Jets Driven by Black Hole Rotation
黑洞喷射流的起源还不清楚，但有两种可能的能量来源，吸积盘或旋转的黑洞。磁流体动力学模拟显示，一个定义明确的喷流从黑洞中提取能量。如果黑洞附近的等离子体被大尺度的磁通量穿过，它将相对于渐近无穷大旋转，产生大的磁应力。这些应力以相对论性喷流的形式释放，代价是黑洞的旋转能量。在模拟中的射流启动的物理描述的黑洞重力流体磁理论。
2004-08-20 astro-ph
Locking of the Rotation of Disk-Accreting Magnetized Stars
利用轴对称磁流体动力学（MHD）模拟研究吸积磁化星的盘的旋转平衡态。在这种“锁定”状态下，上旋扭矩平衡下旋扭矩，使得星形件上的净平均扭矩为零。我们研究了两种类型的初始条件，一种是相对较弱的恒星磁场和高日冕密度，另一种是较强的恒星磁场和较低的日冕密度。我们观察到，对于这两种初始条件，恒星的旋转都被锁定在圆盘的旋转上。在第二种情况下，径向场线携带了恒星的显著角动量。然而，这并没有明显改变恒星旋转锁定的条件。我们发现，在平衡态下，共转半径$r_{co}$与磁层半径$r_A$的关系为：（1）情形为$r_{co}/r_A\approx 1.2-1.3$，（2）情形为$r_{co}/r_A\approx 1.4-1.5$.我们估计了经典金牛T星、矮新星和X射线毫秒双星在平衡态的自转周期。
2005-10-22 astro-ph
Quasar Jets and their Fields
简要总结了类星体和其他类型吸积黑洞喷流的观测结果。光束和$γ$射线观测的重要性，了解这些喷流的起源强调。有人认为，无论是电源和准直很可能是磁性的起源，虽然细节仍然存在争议。超相对论射流可以由旋转孔形成，并由磁流体盘风准直。由于我们对宇宙条件下磁场的实际行为知之甚少，对喷流的理解进展一直受到阻碍。幸运的是，重要的见解来自太阳观测，数值模拟和实验室等离子体实验。一些可能的，进化的后果进行了简要的讨论，并建议，这是质量的黑洞相对于决定最终的星系形态的星系。
2000-01-28 astro-ph
Frequency spectrum of gravitational radiation from global hydromagnetic oscillations of a magnetically confined mountain on an accreting neutron star
最近的时间依赖，理想磁流体动力学（理想MHD）模拟的极性磁埋在吸积中子星表明，稳定的，磁约束山形成在磁极，发射引力波在$f_{*}$（恒星自旋频率）和$2 f_{*}$。山的全球MHD振荡，无论是自然的还是随机驱动的，都起到调制引力波信号的作用，在$f_{*}$和$2 f_{*}$周围的频谱中产生宽边带（全宽半峰$\sim 0.2f_*$）。振荡可以提高信噪比所实现的长基线干涉仪与相干匹配滤波高达15%，这取决于$f_*$位于相对于噪声曲线最小值。对来自非轴对称天体的连续波的相干、多探测器搜索应相应地进行调整。
2005-10-03 astro-ph gr-qc
