振荡磁化中子星周围等离子体磁层的形成

来自盘-磁层边界喷流的磁发射和准直：2.5维MHD模拟

Magnetic launching and collimation of jets from the disk-magnetosphere boundary: 2.5D MHD simulations

我们使用轴对称磁流体动力学（MHD）模拟来研究吸积磁化恒星的磁盘磁层边界出现的射流的发射和准直。我们的分析表明，物质从吸积盘的内缘流入喷流。它沿着从磁盘向上延伸的磁力线被磁加速，同时被磁箍缩力准直。在我们用于分析的参考运行中，射流中的物质穿过盘上方几个R_* 的Alfvén表面和盘上方~13 R_* 的快磁声表面。在更大的距离上，磁压力比总物质压力小几倍，但磁力继续加速和校准喷流。在稳定状态下，我们观察到的物质喷射吸积比约为0.2。在不同的模拟运行中，我们在模拟区域的顶部测量了Θ \approx 4°和20°之间的半开角范围，这取决于流出物中的磁化程度。我们考虑的情况下，恒星经历时代的高吸积（如EXOR，FUOR，和CTTS）的恒星磁层强烈压缩的传入吸积盘。对于一个典型的EXor（质量为0.8 M_sun，半径为2 R_sun），以~10^-5 M_sun/yr的速度吸积，我们测量了喷流的极向速度，范围从喷流外缘的30 km/s到喷流内缘的260 km/s以上。总的来说，这些模型可以应用于各种磁化恒星--白矮星、中子星和棕矮星--它们表现出高吸积周期。

旋转磁化星激发的翘曲、弯曲和密度波：全球三维MHD模拟结果

Warps, bending and density waves excited by rotating magnetized stars: results of global 3D MHD simulations

我们报告的第一个全球性的三维磁流体动力学模拟的结果，在吸积盘中激发的波由一个旋转的恒星与偶极子磁场从恒星的旋转轴（这是与磁盘轴对齐）错位。主要结果如下：（1）如果恒星的磁层近似与内盘共转，则观测到一个强的单臂弯曲波（翘曲）。这种弯曲与恒星共转，并在共转半径和垂直共振半径之间具有最大振幅。圆盘的质心可以偏离赤道面达z_w \approx 0.1 r.然而，由于盘的有限厚度，翘曲的有效高度可以更大，h_w \approx 0.3 r。具有一系列错位角的恒星会激发翘曲。然而，对于15度和60度之间的未对准角，翘曲的幅度较大。(2)如果磁层的旋转速度慢于内盘，则在盘-磁层边界处会激发出弯曲波，但不会形成大尺度的翘曲。相反，高频振荡在圆盘的内部区域变得很强。它们是（a）在圆盘角速度最大的半径内形成的俘获密度波，和（b）在通过磁性瑞利-泰勒不稳定性吸积的情况下出现的内弯曲波。这两类波与内盘有关，它们的频率随吸积率而变化。在较低频率的弯曲振荡也被激发，包括盘的全局振荡。在模拟区域很小的情况下，会形成缓慢的旋进翘曲。模拟适用于年轻的恒星，激变变星和吸积毫秒恒星。

稳定和不稳定的吸积状态之间的界限。有序与混沌不稳定系统

Boundary between Stable and Unstable Regimes of Accretion. Ordered and Chaotic Unstable Regimes

我们提出了一套高网格分辨率的三维（3D）磁流体动力学（MHD）模拟在低粘度磁盘上进行的瑞利-泰勒不稳定制度的吸积旋转磁化恒星的研究。我们发现，稳定区和不稳定区的边界几乎完全由快度参数Ω_s= Ω_star/Ω_K（r_m）决定，其中Ω_star是恒星的角速度，Ω_K（r_m）是开普勒盘在盘-磁层边界r=r_m处的角速度.我们发现当ω_s < 0.6时吸积是不稳定的。通过不稳定性的吸积存在于具有不同磁层大小的恒星中。然而，只有在磁层相对较小（r_m/R_star < 7）的恒星中，不稳定舌才能在恒星表面产生混乱的热点和不规则的光变曲线。在更小的紧固度参数值时，ω_s < 0.45，多个不规则的舌状物合并，形成一个或两个有序的不稳定舌状物，其以内盘的角频率旋转。这种转变发生在磁层更小的恒星中，r_m/R_star < 4.2。我们的大部分模拟都是在偶极磁层的小倾斜（θ =5度）和小粘度参数α =0.02下进行的。在更高的alpha值下的测试模拟表明，更多的情况变得不稳定，光变曲线变得更加不规则。在较大倾角的偶极θ的测试模拟表明，不稳定性是存在的，但是，吸积在两个漏斗流占主导地位，如果θ> 15度。这些模拟的结果可以应用于吸积磁化恒星与相对较小的磁层：经典的金牛座T星，吸积毫秒X射线恒星，和激变变量。

磁化薄吸积盘的解析解与数值模拟的比较

Analytical solution for magnetized thin accretion disk in comparison with numerical simulations

本文用渐近近似方法得到了薄磁吸积盘的方程。它们不能用解析的方法来解决--如果没有恒星和圆盘之间的磁层中的磁场的解，只能导出一组关于解的一般条件。为了比较分析结果与数值解，我们发现在磁盘中的物理量的表达式，使用我们的结果从电阻和粘性星盘磁层相互作用模拟。

圆柱几何中刚性旋转磁层的三维解析磁流体静力平衡

Three-dimensional analytical magnetohydrostatic equilibria of rigidly rotating magnetospheres in cylindrical geometry

本文给出了磁化刚性旋转圆柱外磁流体静力学方程在同向旋转坐标系中的三维解。我们没有对磁场作对称性假设，但是为了能够进行分析，我们忽略流出，并指定电流密度的特定形式。磁流体静力学方程可以被简化为一个单一的线性偏微分方程的赝势$U$，从该磁场可以通过微分计算。$U$的方程可以通过标准方法求解。这些解也可用于确定等离子体压力、密度和温度作为所有三个空间坐标的函数。尽管这种方法有明显的局限性，但它可以作为一种简单的工具来创建旋转磁层的闭合场线区域的三维模型，而无需旋转对称。

磁层-磁层相互作用和外流：锥形风和轴向喷流

Disk-Magnetosphere Interaction and Outflows: Conical Winds and Axial Jets

我们研究外流的磁盘磁层边界的旋转磁化恒星的情况下，一个明星的磁场是聚束成X型配置使用轴对称和全三维MHD模拟。如果盘中的粘滞系数大于扩散系数，或者盘中的吸积速率增大，就会出现这种结构。锥形流出物从圆盘的内边缘流向开口角为30-45度的窄壳。外流携带着0.1-0.3的盘质量和部分盘的角动量向外。在不同周期的恒星周围会出现锥形外流，但是在“螺旋桨”状态的恒星中，会出现一个额外的-更快的分量：轴向喷流，其中物质在距离恒星很小的距离上被恒星表面上方的磁压力加速到非常高的速度。探索性的3D模拟表明，锥形外流是对称的旋转轴的磁盘，即使磁偶极子是显着错位。锥形外流和轴向喷流可能出现在不同类型的年轻恒星中，包括I类年轻恒星、经典金牛座T星和EXOR。

通过内部磁弹性振荡调制磁星的磁层

Modulating the magnetosphere of magnetars by internal magneto-elastic oscillations

我们耦合内部扭转，磁弹性振荡的高度磁化的中子星（磁星），他们的磁层。外部磁场配置的相应轴对称扰动演化为一系列线性、无力平衡，这些平衡完全由背景磁场配置和表面处的磁场扰动确定。的扰动获得的磁星内部的磁弹性振荡的模拟。虽然这种振荡只能在靠近两极的一个非常有限的区域内激发出恒星外部的阿尔文行波，但它们仍然通过在以极角$\gtrsim 0.19\,$ rad离开恒星的闭合磁场的脚点之间引起随时间变化的扭曲来调制近磁层。此外，我们发现，对于一个偶极类背景磁场配置的磁场调制的磁层，由内部振荡驱动，只能是关于赤道对称。这与我们以前的研究结果一致，在那里我们解释了所观察到的准周期振荡磁星爆发的X射线尾驱动的家庭的内部磁弹性振荡与对称磁场扰动。

弱衬金牛T星风的模拟。II。：倾斜的磁层效应和行星间的相互作用

Simulations of Winds of Weak-Lined T Tauri Stars. II.: The Effects of a Tilted Magnetosphere and Planetary Interactions

基于我们以前的工作（Vidotto et al. 2009 a），我们研究了弱线金牛座T星由于自转轴和磁偶极矩矢量之间的不对准而对风和磁层结构的影响。在这种配置中，系统失去了在对准情况下呈现的轴对称性，需要完全3D方法。我们对恒星风进行了三维MHD数值模拟，并研究了不同模型参数对恒星风的影响。系统达到与恒星相同的旋转周期的周期行为。我们发现，磁场线呈现振荡模式，并通过增加失调角，风速增加。我们的风模型使我们能够研究磁化风与磁化太阳系外行星的相互作用。这样的相互作用导致重联，产生沿着行星磁场线传播的电子，并产生无线电波长的电子回旋辐射。我们发现，一颗在0.05天文单位轨道上运行的近距离类木星行星的射电功率比在木星上观测到的大5个数量级，这表明来自年轻恒星的恒星风有可能产生强烈的行星射电辐射，在不久的将来可以用LOFAR探测到。这种无线电功率根据恒星旋转的相位而变化。我们还分析了来自未对准的恒星磁层的风是否会对行星迁移造成重大影响。相比对齐的情况下，我们表明，时间尺度τ_w为一个可观的径向运动的行星是较短的较大的失准角。而在排列的情况下，对于倾斜30度的恒星磁层，τ_w约为100Myr，对于半径为0.05AU的行星，τ_w的范围约为40 - 70Myr。（节录）

Trumpler 16-26: A New Centrifugal Magnetosphere Discovered via SDSS/APOGEE H-band Spectroscopy

We report the discovery of a new example of the rare class of highly magnetized, rapidly rotating, helium enhanced, early B stars that produce anomalously wide hydrogen emission due to a centrifugal magnetosphere (CM). The star is Trumpler 16-26, a B1.5 V member of the Trumpler 16 open cluster. A CM was initially suspected based on hydrogen Brackett series emission observed in SDSS/APOGEE $H$-band spectra. Similar to the other stars of this type, the emission was highly variable and at all times remarkable due to the extreme velocity separations of the double peaks (up to 1300 km s$^{-1}$.) An…

New observations of NGC 1624-2 reveal a complex magnetospheric structure and underlying surface magnetic geometry

NGC 1624-2 is the most strongly magnetized O-type star known. Previous spectroscopic observations of this object in the ultraviolet provided evidence that it hosts a large and dense circumstellar magnetosphere. Follow-up observations obtained with the \textit{Hubble Space Telescope} not only confirm that previous inference, but also suggest that NGC 1624-2's magnetosphere has a complex structure. Furthermore, an expanded spectropolarimetric time series shows a potential departure from a dipolar magnetic field geometry, which could mean that the strongest field detected at the surface of an O-t…

弱线T Tauri星风与系外行星磁层的相互作用

Interaction between Winds from Weak-lined T Tauri Stars with Exoplanetary Magnetospheres

研究弱线T Tauri星风与类地行星磁层的相互作用，分析风压与磁层压力平衡，发现磁层压缩效应及磁层大小随恒星年龄变化的规律。

作为SAX J1808中脉冲轮廓可变性起源的变化的盘-磁层耦合。4 -3658

Varying disc-magnetosphere coupling as the origin of pulse profile variability in SAX J1808.4-3658

吸积毫秒双星的脉冲轮廓显示出显着的变化，特别是在低吸积率。另一方面，它们的X射线光谱非常相似，在爆发过程中没有太大的变化。我们首次发现，在2008年爆发的SAXJ1808.4 -3658一个主要的脉冲轮廓的变化是伴随着一个戏剧性的变化，光盘光度几乎恒定的总光度。我们认为这种现象与中子星磁场和吸积盘之间耦合的变化有关。脉冲星磁层大小的变化可以影响吸积幕的几何形状，并影响热点的形状和大小。使用这个物理图像，我们开发了一个自洽的模型，成功地描述了同时的脉冲轮廓的变化，以及光谱过渡。我们的发现对于验证磁化中子星吸积理论、更好地理解吸积几何以及盘-磁层耦合物理具有重要意义。热点大小的变化会导致脉冲轮廓的变化，这一发现对于确定中子星的质量和半径具有深远的意义。

安全第一：磁化冕中线系无力磁通管的稳定性与耗散

Safety first: Stability and dissipation of line-tied force-free flux tubes in magnetized coronae

本文通过线性分析和含时无力电动力学模拟，研究线系无力磁通管在不同扭转量下的稳定性与能量耗散，发现安全因子q≤1时扭曲模主导耗散，并给出增长率与特征螺距的标度关系及其对磁星磁层耗散的影响。

螺旋桨从MRI盘流出

Propeller outflows from an MRI disc

我们提出了轴对称模拟的MRI驱动吸积到一个快速旋转，磁化恒星吸积在螺旋桨制度的结果。恒星的磁层与恒星同步旋转，在圆盘-磁层边界形成离心屏障，阻止物质吸积到恒星上。相反，圆盘物质在圆盘-磁层界面处积聚，并缓慢扩散到内磁层，在那里它获得角动量，并作为外流迅速从系统中喷出。由于物质与磁层的相互作用，这种风是不连续的，并作为离散的等离子体团发射。如果抛射速率低于盘吸积速率，物质在盘-磁层边界的积累速度将超过抛射速度。在这种情况下，吸积到恒星上的过程是通过幕式吸积不稳定性进行的，在这种不稳定性中，物质积累的幕式之后是同时的吸积和喷射。在吸积阶段的这种不稳定性，其中物质流到恒星的漏斗流，我们观察到相应的上升流出率。在我们的模拟中观察到的吸积和喷射过程都是高度非平稳的。恒星经历强烈的自旋下降，由于耦合的恒星场与光盘和日冕，我们测量的自旋下降的时间尺度约为1万年的一个典型的CTTS在螺旋桨制度。

磁化中子星的Bondi-Hoyle吸积

Bondi-Hoyle Accretion onto Magnetized Neutron Star

利用轴对称MHD方法研究了在星际介质中以超音速（马赫数为3）运动的孤立磁化中子星的Bondi-Hoyle吸积。假设恒星有一个与其运动方向一致的偶极磁场，磁层半径R_m小于吸积半径R_BH，因此引力聚焦是重要的。我们发现在所考虑的参数下，磁化星的吸积率小于非磁化星的吸积率。靠近恒星时，吸积物质沿着磁极落在恒星表面，质量流量较大的物质流向恒星的背风极。在恒星磁场相对较大的情况下，恒星的磁场在R_m之外的物质流方向上（朝向恒星的迎风面）被拉伸。对于较弱的磁场，我们观察到的振荡的封闭磁层的正面和背面。这些都伴随着强烈的振荡的质量吸积率的变化因素~ 3。由于星际物质的吸积，在X射线波段可以看到没有射电辐射的老的缓慢旋转的中子星。一般来说，恒星的速度、磁矩和角速度矢量可能都在不同的方向上，因此吸积光度会随着恒星的自转速率而变化。

相对论性磁化激波中的超光速波激活

Superluminal Wave Activation at Relativistic Magnetized Shocks

该研究通过反物质等离子体理论和粒子-细胞模拟，验证了超光速波激活机制在相对论性磁化激波中生成快速射电暴的可能机制。

利用FAST搜寻中子星磁层中的轴子暗物质转换谱线

Searching for axion dark matter conversion spectral lines in neutron star magnetospheres with FAST

利用FAST观测两颗X射线暗孤立中子星，未发现显著轴子转换谱线，但给出了轴子-光子耦合常数的新上限，是目前该质量区间最严格的约束。