Structure of X-ray emitting jets close to the launching site: from embedded to disk-bearing sources
对恒星喷流的几次观测显示,发射场附近有X射线发射激波的证据。在某些情况下,受冲击的特征似乎是静止的,处于不同进化阶段的YSO也是如此。我们研究的情况下HH 154,喷气机起源于嵌入式二进制0/I类原恒星IRS 5,并与DG Tau,一个更先进的II类盘轴承源或经典金牛座T星(CTTS),都位于金牛座恒星形成区域的喷气机的情况下。我们的目的是调查的影响,在X射线发射恒星喷流的固定冲击,这些冲击的稳定性和可探测性的X射线,并探讨喷流从0类到II类源的差异。我们进行了一组2.5维磁流体动力学数值模拟,模拟了超音速射流撞击磁化介质。喷流由两个部分组成:一个是在喷流底部形成准静止激波的连续驱动部分;另一个是扰动激波的斑点组成的脉冲部分。我们探索了两种成分的不同参数。我们研究了两个案例:一个密度小于周围介质的喷流(轻喷流),代表HH 154的情况;和一个密度大于周围介质的喷流(重喷流),与DG Tau有关。我们从模拟中合成了计数率,并与现有的钱德拉观测结果进行了比较。我们的模型以自然的方式解释了在喷流底部观察到的发射准稳态冲击的X射线的形成,能够再现不同进化阶段观察到的喷流特性(特别是HH 154和DG Tau)。喷流被磁场准直,在底部形成准定常激波,即使存在由一串训练斑点形成的扰动,激波也会发出X射线。我们发现类似的准直机制在轻重喷流中都占主导地位...
2018-03-15 astro-ph.SR
A companion star launching jets in the wind acceleration zone of a giant star
通过进行三维(3D)流体动力学模拟,我们发现,喷气机的主序星同伴发射,因为它的轨道内的风加速区的渐近巨星分支(AGB)的明星可以有效地删除该区域的质量。我们假设在强风阶段,加速区的大部分气体没有达到逃逸速度。因此,在数值模拟中,我们以刚好低于逃逸速度的速度吹风。我们假设主序星伴星通过吸积盘吸积慢风中的质量,并垂直于赤道面发射两个相反的喷流。这种新颖的流动相互作用表明,通过发射喷流,在巨星外部的伴星,但足够接近,处于缓慢密集风的加速区,可以通过喷射一些气体来提高巨星的质量损失率,否则这些气体会落回巨星。喷流在风加速区内弯曲,在赤道面两侧形成一条带状喷射物质。喷流与风的相互作用包含了不稳定性,它将冲击喷流的气体与风混合,导致能量从喷流转移到风中。同样,我们的新模拟增加了进化恒星中喷射诱导外流形态的丰富多样性。
2020-01-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
Jets and outflows of massive protostars - From cloud collapse to jet launching and cloud dispersal
在一个全面的收敛性研究中,我们调查了必要的计算条件,以解决磁盘的形成和喷射发射过程,并分析可能的警告。我们探讨的磁流体动力学(MHD)过程的大规模星前核心崩溃的详细信息,包括分析所涉及的力量和他们的时间演变为两个自由落体时间。我们进行MHD模拟,结合非理想的MHD,自重力,和非常高的分辨率,因为他们从来没有实现过。我们的设置包括一个100 Msol的云核,它在自身重力下坍塌,自洽地形成一个致密的磁盘结构,并发射紧密准直的磁离心射流和广角风。我们的高分辨率模拟可以解决磁离心射流和磁压力驱动的外流,分别。外流的性质主要取决于空间分辨率。只有高分辨率的模拟能够区分磁离心发射,高度准直射流从一个缓慢的广角磁压力驱动塔流。在这两个流出分量中,塔流主导角动量输送。质量流出率主要由喷流与恒星环境相互作用的夹带物质决定,只有部分喷射介质直接从吸积盘发射。塔流只有在原来的包层大部分已经散开时才能充分发展。考虑到从盘表面发射的质量和从包层夹带的物质,我们发现10%的喷射吸积效率。非理想磁流体动力学是形成离心支撑的吸积盘的必要条件,并且吸积盘的大小强烈依赖于空间分辨率。
2018-11-16 astro-ph.SR
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。
2011-11-03 astro-ph.SR
Launching the asymmetric bipolar jet of DO Tau
双极喷流在恒星形成中的作用,特别是它们是如何发射的,仍然没有得到很好的理解。通过对近红外[Fe Ⅱ] 1.53,1.64微米谱线的高分辨率观测,探讨了原恒星喷流发射机制。我们认为,双极射流从经典的金牛座T星,DO头,研究射流形态和运动学接近的明星,使用AO辅助的IFU观测GEMINI/NIFS。更明亮的蓝移喷流在发射后迅速准直。这种早期准直需要磁场的存在。我们确认两个喷射叶之间的速度不对称性,并确认在20年的时间间隔内不对称性没有时间变化。这种持续的不对称性是根据最近的模拟磁化盘风。我们检查喷流旋转的数据。我们报告的蓝移和红移喷流的径向速度差异的上限分别为6.3和8.7公里/秒。解释这作为一个上限喷气旋转意味着任何稳定的,轴对称的磁离心模型的喷气发射被约束到一个发射半径在磁盘平面的0.5和0.3天文单位的蓝移和红移喷气,分别。这支持X风或窄盘风模型。这只适用于观察到的高速[FeII]发射,并不排除从更宽半径发射的更宽流量。我们报告检测小振幅射流轴摆动在两个叶。我们排除了喷射源的轨道运动是原因。岁差可以更好地解释观测结果,但需要双倍的岁差角,以及反喷流的不同相位。这样的非固体进动可能来自倾斜的大质量木星伴星,或者是由发射磁盘风引起的翘曲不稳定性。总的来说,我们的观察是一致的起源的DO头喷流从磁盘的内部区域。
2021-06-25 astro-ph.SR
Multi-jets structure rather than rotation of the NGC 1333 IRAS 4A2 protostellar jets
我们分析了年轻恒星天体(YSO)NGC 1333 IRAS 4A2喷流的速度梯度,并通过将两个相对的喷流分解为两个相对的子喷流来解释。两股射流径向速度相同,且夹角仅为几度。两个子射流中的每一个由两个部件组成。我们还表明,另一种解释射流的旋转是不可能占的速度梯度。两个子射流方向是恒定的,并且没有进动的指示。连接子射流中心的线在平行于发射射流的吸积盘的平面中限定优选方向。我们认为,在吸积盘的首选恒定方向是由一个高偏心轨道的棕矮星或一个大质量的行星伴星的半长轴。在每一次近星点通过时,伴星都以四极模式扰动吸积盘,例如,两个螺旋臂,导致两个子喷气发动机的发射。我们预测,对该系统的仔细监测将揭示一个周期性的活动,周期为几个月到几年。
2013-07-02 astro-ph.SR
Mass-feeding of jet-launching white dwarfs in grazing and common envelope evolution
本文提出白矮星在共有包层或掠食包层演化中通过质量增长的吸积盘发射超爱丁顿喷流,并基于行星状星云形态和明亮红色新星证据,呼吁在相关模拟建模中纳入喷流。
2025-08-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
The role of initial magnetic field structure in the launching of protostellar jets
众所周知,磁场在恒星形成过程中起着至关重要的作用,特别是在原恒星盘的喷流和外流的形成中。恒星形成区域的磁场结构并不总是均匀有序的,经常包含磁湍流区域。我们提出了基于网格的,磁流体动力学模拟的崩溃1 $\,\mathrm{M}_{\odot}$云核,调查的影响,复杂的磁场结构外流的形成,形态和效率。我们比较了三种情况:均匀场,部分湍流场和完全湍流场,在所有三种情况下具有相同的磁能。我们发现,准直射流产生的均匀场的情况下,由磁离心机制驱动。在部分湍流的情况下也会形成外流,尽管较弱且准直性较差,但具有不对称的形态。从部分湍流情况下发射的流出物携带与均匀场情况相同的质量,但速度较低,只有均匀场情况下的动量的71 $\%$。在完全湍流场的情况下,我们发现根本没有显著的外流。此外,湍流的磁场最初降低了吸积率,后来导致圆盘破碎,形成多个原恒星。我们的结论是,一个均匀的极向分量的磁场是必要的驱动射流。
2019-03-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling MHD accretion-ejection - episodic ejections of jets triggered by a mean-field disk dynamo
我们目前的MHD模拟探索发射,加速和准直的喷气机和磁盘风。磁盘结构的演变是一贯考虑。扩展我们以前的研究,我们现在考虑的磁场的自我生成的$α^2Ω$平均场发电机。磁盘磁化保持在一个相当低的水平,这有助于发展的$T > 10,000$动态时间步长的域上延伸1500内磁盘半径的模拟。我们发现一个磁场的内部磁盘类似于常见的开放领域的结构,有利于磁离心发射。外盘磁场是高度倾斜的,主要是径向的。在这里,差动旋转诱导一个强大的环形分量,在外流发射中起着关键作用。这些从外盘流出的气流速度更慢,密度更大,准直性更差。如果发电机动作不熄灭,就会不断产生磁通量,并向磁盘外扩散,充满整个磁盘。我们已经发明了一个玩具模型,触发了一个依赖于时间的平均场发电机。这种发电机的占空比导致类似时间尺度上的情节性喷射。当发电机被抑制的磁化下降到临界值以下时,产生的流出和吸积被抑制。一般的结果是,我们可以通过一个{ \em盘-内禀发电机}来控制幕式喷射和{ \em大规模喷流结},该发电机是时间相关的,并再生喷流发射磁场。
2014-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D III: Dependence of Accretion and Jet Properties on Stellar Magnetospheric Field Strength and Rotation
University of Michigan(密歇根大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校)
研究通过三维非理想磁流体力学模拟,探讨了恒星磁场强度和自转对吸积和喷流特性的影响,揭示了喷流结构稳定性与磁层-盘耦合的关系。
2026-07-09 astro-ph.SR
Analytical Solution of Magnetically Dominated Astrophysical Jets and Winds: Jet Launching, Acceleration, and Collimation
我们提出了一个解析解的高度磁化喷流/风流。一般无力喷流/风方程(“脉冲星”方程)的左边被分成旋转和非旋转项。这两个方程的任何一项都可以解析求解,并且两个解彼此匹配得很好。因此,我们获得了磁主导喷流/风的一般近似解,该解涵盖了非相对论性到相对论性区域,并且漂移速度与冷等离子体速度很好地匹配。射流的加速包括三个阶段。(1)喷流位于阿尔文临界面(即轻圆柱)内,具有非相对论性速度,并由环形运动主导。(2)喷流超过阿尔文临界面,在那里,流动由极向运动主导,并变得相对论。这两个阶段的总速度遵循相同的规律$vΓ=ΩR$。(3)用$vΓ\approx1/\left(θ\sqrt{2-ν}\right)$代替演化规律,其中$θ$是射流的半张角,$0\leqν\leq2$是由磁场配置确定的自由参数。这是因为早期的有效加速最终打破了射流中不同部分之间的因果关系,阻止了全局解决方案。喷气机必须携带局部电荷和电流,以支持电磁平衡。该近似解与已知的理论结果和数值模拟结果一致,并且更便于直接与观测值进行比较。这个理论可以用来限制天体物理喷流中黑洞的自旋。
2021-01-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The outflow history of two Herbig-Haro jets in RCW 36: HH 1042 and HH 1043
低质量和中等质量年轻恒星(YSO)周围的喷流包含了其母恒星形成系统最近吸积和外流活动的化石记录。我们的目标是了解吸积/喷射过程是否在整个恒星质量范围内的父YSO相似。为此,我们已经获得了HH 1042和HH 1043的VLT/X-射手光谱,这两个新发现的喷流位于大质量恒星形成区RCW 36。HH 1042与中等质量的YSO 08576 nr 292相关联。在光谱中检测到超过90条发射线。高速(高达220公里/秒)的蓝移和红移排放从一个双极流中观察到典型的冲击示踪剂。在星云示踪剂中检测到来自背景云的低速发射,包括来自高电离物质的谱线。我们应用组合的光学和红外光谱诊断工具,以获得的物理条件(密度,温度和电离)的射流。测得的质量流出率为Mjet ~ 10^-7 Msun/yr。我们测量到HH 1042的高吸积率(Macc ~ 10^-6 Msun/yr)和Mjet/Macc ~ 0.1,与低质量源相当,并且与磁离心喷射发射模型一致。两个射流的打结结构和速度传播被解释为一个变量的流出率的化石签名。喷流两瓣的平均速度相当,但两瓣的Mjet和速度的变化并不对称,这表明吸积盘两侧的发射机制并不同步。对于HH 1042,我们构建了一个解释性的物理模型,其中包含随机或周期性的流出速率和弹道流描述。打结结构和速度传播可以用模型定性地再现,表明流出速度在100年量级的时间尺度上变化。
2012-12-17 astro-ph.SR
Numerical simulations of stellar jets and comparison between synthetic and observed maps: clues to the launch mechanism
利用哈勃空间望远镜成像光谱仪(HST/STIS)获得的高角分辨率光谱提供了关于恒星喷流现象的丰富的形态学和运动学信息,这使我们能够有效地检验理论模型。在这项工作中,采用以前数值模拟发射区磁盘风机制加速的磁化外流产生的流入条件,使用PLUTO代码对传播区的恒星喷流进行了数值模拟。通过将这两个区域相匹配,可以通过比较合成的和观测到的位置-速度图来推断出某一天体的磁离心加速机制。我们发现,完全不同的喷流,像那些从年轻的金牛座T星DG-Tau和RW-Aur,可能源于相同的磁盘风模型的不同配置的磁场在磁盘表面。这一结果支持了所有观测到的喷流可能是由同一机制产生的观点。
2014-05-29 astro-ph.SR
Companion-launched jets and their effect on the dynamics of common envelope interaction simulations
我们进行三维流体动力学模拟的共同信封二进制的相互作用,并表明,如果同伴发射喷气机,同时与巨大的主恒星的信封,喷气机将删除信封的气体的相当大的一部分。我们使用的设置和数字代码的早期共同信封的研究,不包括喷流,与0.88Mo,83Ro红巨星和0.3Mo的伴侣。假设伴星通过一个负责发射喷流的吸积盘吸积质量,在模拟中,喷流是数值注入的。这是我们第一次进行模拟,包括喷气机以及由螺旋核心伴星系统释放的引力能。我们发现,模拟与射流unbind约三倍的信封质量比相同的模拟,不包括射流,虽然未结合气体的总分数仍然低于50%,这些特定的模拟。喷流产生极方向的高速外流。喷流还增加了最终的核心伴星轨道分离,并导致核心伴星双星系统的反冲速度。我们的研究结果表明,如果能够形成,射流可以发挥至关重要的作用,在喷射信封和塑造外流。
2019-07-24 astro-ph.SR
Steady Twin-Jets Orientation: Implications For Their Formation Mechanism
我们比较了行星状星云(PN)CRL 618和年轻恒星天体(YSO)NGC 1333 IRAS 4A 2的喷流结构,并提出在这两种情况下,喷流都是在高偏心双星系统的近星点通道附近发射的。pre-PN CRL 618在每一侧有两个“双喷嘴”,其中“双喷嘴”指的是一种结构,其中一侧由同时发射的两个非常接近和狭窄的喷嘴组成。通过对NGC 1333 IRAS 4A 2位置-速度图的分析,发现它也具有双喷流结构。在这两个系统中,两个双射流的方向不随时间变化。通过比较这两个看似不同的物体,我们推测这两个双喷流的恒定相对方向是由双星的高偏心轨道方向固定的。例如,伴星在吸积盘中形成的双臂螺旋结构可能导致双喷流的发射。我们预测在CRL 618中存在一个低质量的恒星伴星,它吸积质量并发射喷流,而YSO NGC 1333 IRAS 4A 2的一个亚恒星伴星(一颗棕矮星的行星)扰动了吸积盘。在这两种情况下,轨道都有很高的离心率。
2013-07-02 astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D II: Accretion-Fed, Star-Anchored Poynting Jets in the Low-Density Polar Cavity Powered by Disk-Magnetosphere Interaction
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute of Theoretical Astronomy, University of Virginia(弗吉尼亚大学理论天体物理研究所);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校);Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校内华达天体物理学中心);University of Florida(佛罗里达大学)
本研究通过三维磁流体动力学模拟,揭示了由盘-磁层相互作用驱动的低密度极性腔体中磁性主导的Poynting喷流形成机制,与传统磁塔机制相比,该模型展示了恒星磁层对对称喷流发射的促进作用。
2026-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bipolar jets launched from magnetically diffusive accretion disks. I. Ejection efficiency vs field strength and diffusivity
我们研究了磁扩散吸积盘的喷流和外流的发射。利用PLUTO程序,我们求解了含时的电阻MHD方程,同时考虑了圆盘和喷流的演化。我们要解决的主要问题是,哪种圆盘能发射喷气机,哪种圆盘不能?特别是,我们研究了(湍流)磁扩散率的大小和分布如何影响质量负荷和射流加速。我们应用了基于α处方的湍流磁扩散率,但也研究了扩散率尺度高度大于圆盘气体压力的例子。我们进一步研究了喷射效率是如何由磁场强度。我们的模拟持续了高达5000动力学时间尺度对应于900个轨道周期的内盘。作为一般的结果,我们观察到一个连续的和强大的外流推出的内部部分的磁盘,扩大到一个准直射流的超快磁音速。对于长时间尺度的磁盘内部动力学的变化,由于外流喷射和磁盘吸积的磁盘质量减少。对于磁离心驱动的射流,我们发现,对于i)较少的扩散盘,ii)较强的磁场,iii)低极向扩散率,或iv)较低的数值扩散率(分辨率),流出的质量负载增加-导致具有高质量通量的更强大的射流。对于弱磁化,(弱)流出由磁压梯度驱动。我们进一步研究了不同发射方案下的射流渐近速度和射流旋转速度。我们发现较低程度的喷流准直比以前的研究,最有可能是由于我们修改的流出边界条件。
2012-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Recollimation boundary layers as X-ray sources in young stellar jets
年轻的恒星从星周盘吸积质量,在许多情况下,吸积与大质量外流相一致,这可以是高度准直的。这些喷流主要在光学和红外波长范围内发射。然而,在某些情况下,X射线和紫外线观测揭示了这些喷流中的一种微弱但高能的成分。X射线既可以从靠近恒星的静止区域观测到,也可以从距离恒星几百天文单位的喷流中的节点观测到。在这篇文章中,我们半解析地表明,一个快速的恒星风,它是由一个更慢,更大质量的磁盘风的压力,可以有正确的属性,电源固定X射线发射。冲击区的大小与观测限制是一致的。我们的计算支持一个风-风相互作用的情况下,高能量的发射基地附近的YSO喷气机。对于特定的情况下,DG头,恒星风的质量损失率$5\cdot10^{-10}\;M_{\odot}\;\mathrm{yr}^{-1}$和风速为800公里秒$^{-1}$再现所观察到的X射线光谱。我们的结论是,恒星风准直冲击是一个可行的方案,电源固定X射线发射接近喷气发射点。
2014-09-02 astro-ph.SR
Exploding Core-Collapse Supernovae by Jets-Driven Feedback Mechanism
利用2.5维流体动力学模拟研究了核心坍缩超新星(CCSNe)抖动喷流爆炸模型中的流动结构,发现该模型中的流动满足爆炸的一些基本要求。在抖动喷流模型中,喷流由围绕新生中子星的间歇性吸积盘以随机方向发射。它们将自己的动能储存在坍缩的核内,并通过喷射外核引发爆炸。喷流的吸积和发射是由一个反馈机制控制的:当喷流设法喷射核心时,吸积停止。我们发现,即使当射流的方向围绕对称轴变化时,它们也会膨胀热气泡,设法将气体向各个方向排出。我们还发现,虽然大部分的环境核心气体向外喷射,足够的质量来提供动力的射流吸积(0.1Mo),主要是从赤道面方向。这与作为反馈机制的抖动射流爆炸机制是兼容的。
2013-11-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D I: Highly Variable Asymmetric Magnetic Pressure-Driven Jets in the Polar Cavity from Toroidal Fields Generated by Inner Disk Accretion
本文通过三维非理想MHD模拟揭示YSO喷流由极向空腔中环向磁压而非离心力驱动,并指出传统磁离心模型的速度关系不适用于估算喷流发射半径。
2025-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
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。
2009-01-24 astro-ph.SR
Probing jet launching in neutron star X-ray binaries: the variable and polarized jet of SAX J1808.4-3658
我们报告了吸积毫秒X射线脉冲星(AMXP)SAX J1808.4-3658在2019年爆发期间的光学光度和偏振测量活动。随着爆发的发展,观测到在光谱能量分布中出现低频过剩,其形式为在圆盘光谱上方的红色过剩(在z,i和R波段中最为突出)。这表明由于喷流而产生的光学薄同步辐射,正如以前在这个源和其他AMXP爆发期间所看到的那样。在爆发衰变结束时,源进入爆发状态。在再燃过程中仍然观察到低频过量。我们的光学(BVRI)偏振运动显示整个爆发的可变线性偏振(LP)。我们表明,这是固有的源,低水平,但显着的检测(0.2-2%),在所有波段。LP光谱是红色的主要爆发期间,并在embrarying状态,有利于喷流的起源,这种可变的偏振超过其他解释,如汤姆逊散射与自由电子从光盘或推进的物质。在睡眠状态期间,观察到具有较强LP水平的少数发作(1- 2%)。低层的可变LP暗示着喷流底部附近强烈纠缠的磁场。这些结果清楚地表明,旋光测量是探测X射线二元喷流(类似于活动星系核喷流)磁场结构的有力工具。
2020-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Reconnection-Driven Coronal-Hole Jets with Gravity and Solar Wind
冕洞喷流普遍存在于太阳冕洞中,在极紫外线和X射线亮点处,与少数磁极性的侵入有关。这些喷流的嵌入偶极模型假设它们是由嵌入偶极的应力闭合场与周围冕洞的开放场之间的爆炸性、快速重联驱动的。以前的数值研究在笛卡尔几何,假设均匀的环境磁场和等离子体,而忽略重力和太阳风,表明该模型是强大的,可以产生类似喷流的事件在简单的配置。我们扩展了这些调查,包括球面几何,重力,和太阳风在一个不均匀的,冕洞般的环境大气。我们的模拟证实,射流是由一个扭结状的不稳定性的内部封闭的字段,这会导致一个突发的封闭和外部开放的字段之间的重新连接,发射螺旋射流的发病。我们的新结果表明,射流传播是持续通过外电晕,在一个旅行的非线性阿尔芬波前的形式落后于缓慢移动的等离子体密度增强被压缩和加速的波。这一发现与白光冕洞喷流的观测结果一致,并可以解释在太阳风中原位检测到的微流和扭转阿尔芬波。我们还使用我们的数值结果来推导出的日冕源区域的属性和所产生的喷流,这可以对观测测试的特性之间的标度关系。
2016-06-29 astro-ph.SR
Jets from accretion disk dynamos: consistent quenching modes for dynamo and resistivity
本研究通过非理想 MHD 模拟探讨了吸积盘发电机对喷流发射的影响,发现引入发电机和磁扩散率的一致淬灭模型后,Blandford-Payne 机制能产生更准直但更慢的喷流,并在低 Coriolis 数下引发间歇性耀斑。
2022-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetically Driven and Collimated Jets from the Disc-Magnetosphere Boundary of Rotating Stars
我们讨论了最近的进展,了解发射的外流/喷气机从磁盘磁层边界的缓慢和快速旋转的磁化恒星。在大多数讨论的模型中,假设盘的内部具有湍流粘性和磁扩散率(如由两个"α“参数所描述的),而盘外部的冠状区域使用理想磁流体动力学(MHD)来处理。广泛的MHD模拟已经建立了在缓慢和快速旋转的恒星的情况下发生的长期外流。在{ \it慢转恒星}的情况下,发现并研究了一种新的外流,{ \it a锥形风}。当恒星的磁通量因吸积盘向内运动而聚集时,就会出现锥形风。在其发源地附近,风的形状是一个半开角为$ \sim 30^\circ$的薄锥壳。在大的距离,这些流出成为磁准直的环形磁场和形式的物质占主导地位的射流。也就是说,射流是载流的。锥形风的主要驱动力是与环形磁场平方的负梯度成比例的磁力,而不是离心力。在{ \it快速旋转的恒星}处于“螺旋桨状态”的情况下,观察到两个分量的流出。第一个分量类似于物质主导的锥形风。在这种状态下,盘状物质的很大一部分可能被喷射到风中。第二个组成部分是一个高速,低密度的磁主导{ \it轴向喷流},其中物质沿着恒星的开放极场线流动。
2013-06-05 astro-ph.SR
Self-consistent MHD simulation of jet launching in a neutron star - white dwarf merger
本研究使用AREPO代码模拟1.4$M_\odot$中子星与1$M_\odot$碳氧白矮星并合,发现白矮星瓦解形成吸积盘并驱动强磁化喷流,可能产生比千新星更亮的瞬变,且引力波频率适合分赫兹观测站探测。
2023-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explaining the morphology of supernova remnant (SNR) 1987A with the jittering jets explosion mechanism
我们发现超新星(SN)1987 A的遗迹与四个超新星遗迹(SNRs)有一些共同的形态特征,这些超新星遗迹都有喷流成形的特征,由此我们加强了喷流在SN 1987 A爆炸中发挥了关键作用的说法。一些形态特征也出现在行星状星云中,在那里可以观察到喷流。超新星爆发的爆发机制可以解释SN 1987 A的结构,即:SNR 1987 A。我们进行了初步的尝试,以量化的质量,是通过一个吸积盘或带吸积到新生的中子星的角动量的波动。吸积盘/吸积带发射的喷流爆炸了核心坍缩超新星(CCSNe)。吸积盘/带的弛豫时间与抖动喷流爆炸机制中典型的喷流发射事件的持续时间相当,因此盘/带没有时间弛豫。我们认为,这可能解释不平等的两个相反的射流,后来导致不平等的两侧的细长结构的信噪比的CCSNe。我们重申我们先前的呼吁,即从中微子驱动的爆炸到CCSNe的喷气驱动的爆炸的范式转变。
2018-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic Fields in Astrophysical Jets: From Launch to Termination
从原恒星到银河系致密天体到活动星系核(AGN),在各种各样的系统中都观察到了长寿命的稳定喷流。磁场在通过各种介质发射、加速和准直射流方面起着核心作用。喷流在分子云或星际介质中的终止会沉积大量的机械能和动量,它们与外部介质的相互作用,以及在许多情况下观测到的辐射过程,都与它们携带的磁场密切相关。这篇综述集中于长寿命喷流中磁场的性质和结构,从它们从旋转磁化的年轻恒星、黑洞及其吸积盘发射到终止及以后。我们比较了这些不同系统的理论,数值模拟和观测结果,并解决了原恒星与AGN系统中相对论和非相对论喷流之间的相似性和差异。在观测方面,我们主要集中在喷流驱动的活动星系核,因为强大的观测约束其磁场属性,我们讨论了这些喷流的物理之间的联系在所有尺度上。
2012-05-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Short gamma-ray burst jet propagation in binary neutron star merger environments
多信使事件GW 170817/GRB 170817 A证实了中子星合并可以产生短的伽马射线暴(SGRB)喷流。这一证据促进了新的调查机制,通过该机制,BNS合并残余物可以推出这样一个强大的相对论外流和传播后者在周围的合并后的环境。特别是,已经取得了很大的进步,在射流传播模型,建立连接的初始射流发射条件,包括初期射流发射时间(相对于合并)和注射参数,和可观察到的SGRB提示和余辉发射。然而,目前的半分析模型和数值模拟(有一个明显的例外)采用简单的手工处方,以考虑合并后的环境,缺乏直接关联的任何特定的合并BNS系统。在这里,我们提出了第一个三维相对论流体动力学模拟的初期SGRB射流传播通过合并后的环境,直接进口从以前的广义相对论BNS合并模拟的结果。我们的研究结果表明,射流的演化和最终性质可以在很大程度上受到各向异性和偏离轴对称和同源膨胀表征更现实的BNS合并环境。此外,我们发现,包含的引力从中央紧凑的对象,往往被忽视,可以有重大影响。最后,我们考虑不同的喷气发动机发射时间参考相同的BNS合并模型,并讨论最终的喷气性能的后果。
2021-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
JOYS: Launch and destruction of dust in protostellar jets. The case of BHR71-IRS1 with JWST MIRI
Leiden University(莱顿大学);INAF - Osservatorio Astronomico di Roma(罗马天文台国家天体物理研究所);University of Helsinki(赫尔辛基大学);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理学研究所);INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte(卡波迪蒙特天文台国家天体物理研究所);University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute of Theoretical Astronomy(弗吉尼亚理论天文研究所);Institut de Cienciès de l’Espai (ICE-CSIC)(空间科学研究所(西班牙高等科学研究委员会));Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)(加泰罗尼亚空间研究所);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学)
研究通过JWST/MIRI观测BHR71-IRS1喷流,揭示尘埃在喷流中被启动并部分存活的证据,利用原子线分析约束喷流物理条件和元素丰度。
2026-10-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Modeling jet and outflow feedback during star cluster formation
强大的喷流和外流是从新生恒星周围的原恒星盘中发射出来的。这些外流携带足够的质量和动量来改变其母体分子云的结构,并可能控制恒星的形成。尽管它们很重要,但我们还不能完全量化喷流和外流在星团形成过程中的影响。主要问题在于有限的计算能力。我们必须解决原恒星附近的磁射流发射机制,同时跟踪秒差距大小的云的演变一百万年。目前的计算机能力和代码远远达不到这一点。为了克服这个问题,我们实现了一个亚网格尺度(SGS)模型发射射流和外流,这证明收敛和再现的质量,线性和角动量转移,和真实的射流的速度,分辨率比没有SGS模型所需的低1000倍。我们将新的SGS模型应用于湍流的磁化恒星团簇形成,并表明喷流和外流(1)在高速喷流中喷射出约1/4的母体分子团,迅速达到超过1秒差距的距离,(2)将恒星形成率降低约2倍,(3)与无外流情况相比,导致形成约1.5倍的恒星。最重要的是,我们发现,喷流和外流减少了平均恒星质量的一个因素~ 3,因此可能是必不可少的了解恒星初始质量函数的特征质量。
2014-06-20 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Simulating the shaping of point-symmetric structures in the jittering jets explosion mechanism
本研究通过三维流体力学模拟发现,抖动喷流爆炸机制(JJEM)能通过发射随机方向喷流形成点对称形态,解释CCSN遗迹观测结构,表明JJEM在超新星爆炸机制中起核心作用。
2025-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulations of Protostar-Driven Photoionization in Herbig-Haro Jets
Hadj Lakhdar Batna 1 University(哈吉·拉赫达尔巴特纳第一大学);Università degli Studi di Torino
研究X射线电离对喷流中电离分数的影响,采用轴对称MHD模拟,考虑电离和光学薄损失,发现X射线电离可使喷流局部电离10%-20%。
2026-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Shaping Outflows and Jets by Ambient Pressure: a Unified Framework
本文提出统一框架,扩展deLaval喷嘴理论以考虑环境压力,揭示天体物理外流形态遵循压力约束超音速流动,压力分布幂律指数近负二,统一描述从恒星到星系核的外流。
2025-01-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Explaining Two Recent Intermediate Luminosity Optical Transients (ILOTs) by a Binary Interaction and Jets
我们建议,最近的两个中间光度光学瞬变(CSTTs),M31 LRN 2015和SN 2015 bh(SNHunt 275; PTF 13 efv)可以占与恒星二元模型,涉及质量转移,导致发射的喷气机。我们检查了M31 LRN 2015的观测结果,并得出结论,它不能用共同包络演化(CEE)的开始来解释。相反,我们推测,一个$M \simeq 1 - 3 ~\rm{M_\odot}$主序星吸积$\simeq 0.04 ~\rm{M_\odot}$从巨星,可能在近星点通过。主序星通过吸积盘吸积物质,从而发射出喷流。来自圆盘的辐射和喷流与周围气体的碰撞可以解释事件的亮度。沿着类似的思路,我们认为2013年SN 2015 bh(SNHunt~275)的爆发也可以用高吸积动力的HAPI模型来解释。在这种情况下,一颗大质量的次级恒星$M_2 \gtrsim 10 ~\rm{M_\odot}$在近星点通过期间从一颗质量更大、演化程度更高的恒星吸积了$\approx 0.05 ~\rm{M_\odot}$。如果2015年SN 2015 bh(SNHunt 275)的爆发不是超新星爆炸,那么它可能是一个完全的几乎迎面合并事件,或者可以用HAPI喷流模型在非常高的偏心轨道上解释。
2016-07-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Protostellar Outflows at the EarliesT Stages (POETS) V. The launching mechanism of protostellar winds via water masers
本文通过VLBA观测IRAS 21078+5211中22 GHz水脉泽的三维速度,确定其原恒星风由径向扩展的MHD盘风通过磁离心机制发射,发射半径10-50 au,并发现外围慢速激波前沿可能由磁压驱动。
2024-08-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interpreting a Dwarf Nova Eruption as Magnetic Flare Activity
我们认为,矮新星天鹅座SS在爆发期间的无线电发射来自形成日冕(类似于磁活跃恒星中发现的日冕)的磁活动,而不是来自喷流。Laor和Behar最近的研究结果表明,当射电宁静类星体中吸积盘的射电和X射线通量之比与活动星相同时,Lr/Lx=10^{-5},则大部分射电辐射来自日冕。利用文献中的观测资料,我们发现,对于天鹅座SS,在爆发期间Lr/Lx<10^{-5}。这并不意味着在爆发期间不会发射喷气式飞机。相反,如果喷发吸积盘中的磁活动与恒星中的磁活动相似,那么质量喷射,例如,就像日冕物质抛射一样。因此,类似于活跃恒星的磁耀斑可能是各种系统(从年轻恒星到大质量黑洞)中发射喷流的主要机制。
2009-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modelling the delayed shock-breakout emission following jet-launching binary neutron star mergers via relativistic magnetohydrodynamic simulations simulations
INAF, Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台);INFN, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部)
通过相对论MHD模拟,研究双中子星并合喷流驱动的激波突破发射,发现GW-EM延迟对视角和抛射物不透明度依赖弱,为约束模型提供稳健诊断,并与GRB 170817A对比。
2026-08-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Large-Scale Poloidal Magnetic Field Dynamo Leads to Powerful Jets in GRMHD Simulations of Black Hole Accretion with Toroidal Field
吸积黑洞(BH)发射相对论准直喷流,在几十年的亮度和质量,这表明喷流发射机制是普遍的,强大的和无标度。理论模型和广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟表明,大尺度极向磁通量是形成喷流的关键因素。然而,它的起源是不确定的,也不知道它是否可以在原地产生或从周围介质中向内拖动。在这里,我们使用GPU加速GRMHD代码H-AMR研究全球三维BH吸积异常高的分辨率更典型的本地剪切盒模拟。我们证明,在径向扩展的吸积盘湍流可以产生大规模的极向磁通量原位,即使从一个纯粹的环形磁场。磁通量在黑洞周围积累,直到它变得具有动力学重要性,导致磁制动盘(MAD),并发射比吸积流更强大的相对论喷流。喷流功率超过以前的GRMHD环向场模拟的10,000倍。喷流没有表现出明显的扭结或箍缩不稳定性,在30年的距离内加速到$γ\sim 10$,并遵循与观察到的M87喷流相似的准直轮廓。
2022-08-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
A MUSE view of the asymmetric jet from HD 163296
喷流和外流被认为在调节恒星形成和盘演化方面起着重要作用。HD 163296是一颗被充分研究的赫比格Ae恒星,拥有原行星候选者,一个原行星盘,一个原恒星喷流和分子外流,这使它成为研究喷流的绝佳实验室。我们的目标是表征射流在内部区域,并检查是否有很大的差异,在大的分离功能。第二个目标是展示多单元光谱探测器(MUSE)在扩展线发射的高对比度成像中的性能。窄场模式(NFM)下的MUSE可以提供高空间($\sim$ 75 mas)和中等光谱($R\sim$ 2500)分辨率的光学波长观测。高分辨率光谱差分成像(HRSDI)技术,我们可以表征的运动学结构和物理条件的喷流低至100质量。我们在两个新的节点B3和A4中检测到多条原子线,距离主星<4”。对于节点B3和A4,导出的$\dot{M}_{\rm jet} / \dot{M}_{\rm acc}$分别约为0.08和0.06。观察到的[Ca II]/[S II]比值表明,在<4”的距离上没有尘埃颗粒的迹象。假设结A4跟踪流线,我们将发射区域的大小设置为2.2 au的上限。虽然MUSE有能力检测由高和低速度分量引起的速度变化,但我们没有发现横向于射流方向的速度降低的显著证据。我们的工作证明了利用MUSE NFM观测详细研究光学下至100~mas的恒星喷流的能力。导出的$\dot{M}_{\rm jet} / \dot{M}_{\rm acc}$…
2021-06-03 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR