Radiation Hydrodynamic Instability in Plane-Parallel, Super-Eddington Atmosphere: A Mechanism for Clump Formation
为了了解超临界吸积流外流中团块形成的物理过程，我们进行了二维辐射流体动力学（RHD）模拟。我们集中讨论的性质，RHD的不稳定性在轻微的光学厚，平面平行，超爱丁顿大气。最初，我们设置两层大气的密度对比度为100，暴露于强大的，向上的连续辐射力;较低的一层比上一个，RHD不稳定的条件下密度。我们假设引力不为零，但与辐射力相比可以忽略不计。我们发现，短波长的扰动首先增长，然后增长的较长波长的图案，这导致形成的cluximetric结构。团块（云）的典型大小对应于大约一个光学深度。辐射压力和气体压力之间的反相关性被确认：这种反相关性提供了一个阻尼机制的波长较长的扰动比典型的团块大小。物质和辐射能量密度是相关的。这些特征正是我们在超临界流出的辐射-磁流体动力学（辐射-MHD）模拟中发现的。
2014-01-12 astro-ph.HE
Magnetized relativistic stellar models in Eddington-inspired Born-Infeld gravity
考虑了在Eddington激发的Born-Infeld（EiBI）引力下中子星内部的磁场结构.为了构造磁场，我们推导了EiBI中的相对论Grad-Shafranov方程，并以内部磁场应与外部分布相连接的方式数值确定了磁场分布。然后，我们发现EiBI中中子星内部的磁场分布与广义相对论中中子星内部的磁场分布在性质上是相似的，其中EiBI中中子星内部的磁场分布与广义相对论中中子星内部的磁场分布的偏差几乎可以与中子星物质状态方程引起的不确定性相比拟.然而，我们也发现地壳区的磁场几乎与EiBI中的耦合常数无关，这表明通过对地壳区相关现象的观测，可以获得与引力理论无关的地壳物态方程信息.无论如何，由于EiBI引力在磁场上的印记很弱，考虑到许多磁不确定性，磁场可能是引力理论的一个糟糕的探测器。
2015-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic X-ray reverberation from super-Eddington accretion flow
X射线反射是一种强有力的技术，它利用被吸积盘反射的日冕辐射的回波来绘制出黑洞周围的吸积盘内部区域的结构。虽然X射线混响理论几乎完全是针对标准薄盘发展起来的，但最近已经从可能的超爱丁顿吸积源（如喷射潮汐破裂事件Swift J1644+57）观察到了混响滞后。本文将X射线反射研究扩展到超爱丁顿吸积区，重点研究Fe Kα线区的滞后现象。我们发现日冕光子主要被从超爱丁顿吸积流发射的快速光学厚风反射，这种漏斗状反射几何产生了具有独特特征的滞后频率谱和滞后能谱。滞后频谱在第一个过零点附近呈现阶梯状衰减。因此，滞后能量谱的形状几乎与频带的选择无关，并且在很大的参数空间范围内与黑洞质量成线性比例。这些形态上的差异不仅可以用来区分超爱丁顿吸积系统从子爱丁顿系统，他们也是关键约束的反射几何和提取参数从观察到的滞后。在解释Swift J1644+57的X射线反射滞后时，我们发现超爱丁顿盘的几何形状比薄盘更好，我们通过拟合滞后谱得到了500 - 600万太阳质量的黑洞和10个引力半径左右的日冕高度。
2021-11-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Swift J1644+57: an Ideal Test Bed of Radiation Mechanisms in a Relativistic Super-Eddington Jet
在斯威夫特发现喷射潮汐扰动事件（TDE）Sw J1644+57后的前10天内，在无线电，近红外，光学，X射线和伽马射线波段进行了同步观测。这些多波长的数据提供了一个独特的机会，以限制发射机制和化妆的相对论性超爱丁顿喷流。我们考虑了一个详尽的各种辐射机制产生的X射线在这个TDE，并排除了许多过程，如SSC，光球和质子同步加速器。Sw J1644+57的红外到伽马射线数据与同步加速器和外部逆康普顿（EIC）过程一致，前提是射流中的电子在短于动力学时间的约1%的时间尺度上连续加速，以保持幂律分布。连续电子加速的要求指向坡印亭磁通支配喷流中的磁重联。EIC过程可能需要微调来解释所观察到的X射线光变曲线的时间衰减，而在磁射流中的同步加速器过程不需要微调这个TDE。
2016-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Levitating atmospheres of Eddington-luminosity neutron stars
我们构建模型的静态，球对称壳的辐射通量的发光中子星在史瓦西度规支持。大气层与恒星分离，漂浮在其表面之上。在这些大气的内部区域出现气体压力和密度反转，这是一个纯粹的相对论现象。我们占散射不透明度对温度的依赖性，并利用相对论M1封闭计划的辐射张量，因此允许一个完全GR一致的治疗的光子通量和辐射张量各向异性。通过这种方式，我们能够用相同的方程组来处理大光学深度和中等/低光学深度的大气。我们讨论了悬浮大气的性质，发现它们确实可能是光学厚的，恒星表面和光球之间的距离随着光度的增加而扩大。这些结果可能与光球半径膨胀X射线爆发有关。
2016-04-02 astro-ph.HE
Three-Dimensional General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamical Simulation of Super-Eddington Accretion, using a new code HARMRAD with M1 Closure
黑洞吸积流和吸积喷流是相对论性的动态热磁化等离子体流，其辐射不透明度对吸积流的结构和行为有重要影响。我们描述了一个数值方案，测试和天体物理学相关的应用程序中使用的M1辐射封闭在一个新的三维（3D）广义相对论（GR）辐射（R）磁流体力学（MHD）大规模并行代码称为HARMRAD。我们的三维GRRMHD模拟的超爱丁顿吸积（约$20$倍爱丁顿）到一个快速旋转的BH（无量纲自旋$j=0.9375$）显示持续的非轴对称磁盘湍流，持续的电磁射流驱动的Blandford-Znajek效应，和总辐射输出始终接近爱丁顿率。总吸积效率为$20\%$量级，大尺度电磁喷流效率为$10\%$量级，到达大距离的总辐射效率仅为$1\%$量级。然而，辐射喷流和电磁喷流都出现在一个几何波束极区，具有超爱丁顿各向同性等效光度。利用HARMRAD进行的这种模拟可以揭示BH自旋与在发射喷流时，我们可以利用磁盘来确定X射线双星的光谱和时间状态的起源，帮助理解潮汐破裂事件（TDE）是如何工作的，为M87和其他活动星系核（AGN）提供精确的视界尺度流动结构，并隔离AGN反馈是由辐射还是由电磁、热或动力风/喷流驱动。例如，低辐射效率和弱BH自旋下降率从我们的模拟表明，BH增长超过宇宙学时间的数十亿太阳质量的红移$z\sim 6-8$是可以实现的，即使快速旋转BH和10个太阳质量的BH种子。
2013-12-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamic shocks powered by a wide, relativistic, super-Eddington outflow launched by an accreting neutron star in the mid-20th century
University of Oxford（牛津大学）；University of Cape Town（开普敦大学）；Rhodes University（罗德岛大学）；INAF, Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Max-Planck Institute for Nuclear Physics（马克斯·普朗克核物理研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
研究发现20世纪中期由吸积中子星发射的宽角相对论性喷流驱动了动态冲击，冲击具有显著自行和磁场，并可能产生PeV能级的加速粒子。
2026-01-21 astro-ph.HE
Relativistic reflection and reverberation in GX 339-4 with NICER and NuSTAR
我们分析了黑洞GX 339-4在2017年和2019年最近两次硬爆发期间处于硬态的七个NICER和NuSTAR时期。这些观测涵盖了1-100 keV的未吸收光度在爱丁顿极限的0.3%和2.1%之间。凭借NICER的可忽略的堆积，高计数率和前所未有的时间分辨率，我们使用相对论和远距离反射模型进行频谱定时分析和频谱建模。我们的光谱拟合表明，作为内部磁盘半径向内移动，热磁盘发射增加的通量和温度，磁盘变得更加高度电离和反射分数增加。这与内盘增加其辐射效率约1%爱丁顿相一致。我们在约0.3%的爱丁顿处看到了滞后效应的暗示：在上升期间（$>49R_{g}$）内半径被显著截断，而在衰减期间仅发现轻微截断（$\sim5R_g$）。在较高的频率（$2-7$ ~Hz）在最高光度的时代，一个软滞后，其能量依赖性揭示了热混响滞后，与以前的研究结果类似，这个来源的振幅。我们还讨论了滞后效应的可接受性和硬态下的圆盘截断问题的争论。
2020-06-24 astro-ph.HE
Evolution of a Relativistic Outflow and X-ray Corona in the Extreme Changing-Look AGN 1ES 1927+654
1 ES 1927+654是一个典型的活动星系核，也是最奇特的X射线核瞬变现象之一。在2018年初，这个著名的活动星系核经历了一次外观变化事件，其中出现了宽的光发射线，光通量增加。然而，到2018年7月，X射线通量下降了两个数量级以上，表明内部吸积流发生了巨大变化。利用NICER、XMM-Newton和NuSTAR三年的观测资料，我们给出了1 ES 1927+654的X射线演化过程，它可以分为三个阶段：（1）早期的超爱丁顿阶段，X射线亮度和光谱参数快速变化;（2）稳定的超爱丁顿阶段，在X射线亮度峰值，（3）光度和光谱参数稳定下降到爆发前水平。我们第一次目睹了X射线日冕的形成，因为X射线光谱从热主导转变为主要的康普顿化。我们还跟踪了早期X射线光谱中突出的宽1 keV特征的演变，并表明该特征可以用蓝移反射（z = -0.33）从单温度黑体辐射光谱使用xillverTDE（xillver模型的新风味）来建模。因此，我们建议，1千电子伏的功能可能会出现从反射发射关闭的光学厚流出从几何厚，超爱丁顿内吸积流，连接内吸积流与流出在极端吸积事件（如潮汐中断事件）期间推出。最后，我们比较了1 ES 1927+654与其他核瞬变，并讨论了xillverTDE超爱丁顿吸积器的应用。
2022-06-10 astro-ph.HE
Summary of Parallel Session: "Relativistic and Particle Astrophysics"
关于“相对论和粒子天体物理学”的平行会议于2015年12月14日举行。这里简要介绍了本次平行会议的每一个介绍。
2017-01-21 astro-ph.HE
Escape, capture, and levitation of matter in Eddington outbursts
内容：如果引力是牛顿的，并且忽略了坡印廷-罗伯逊阻力，那么当光度脉冲增加到爱丁顿值的一半或更多时，将导致所有光学薄的等离子体从辐射星周围的开普勒轨道上喷出。辐射阻力可能会把一些粒子带到恒星表面。另一方面，广义相对论的计算表明，引力可能被距离恒星一定距离的足够强的辐射场所平衡。目的：我们调查的运动测试粒子周围的高亮度的恒星，以确定条件下，等离子体可能会从系统中喷出。结果如下：在爱因斯坦的引力理论中，如果爆发接近爱丁顿光度，所有在逃逸球外运行的测试粒子都会被抛出系统，而所有其他粒子则会被捕获到另一个球的表面上，这个球远高于恒星表面，甚至可能在逃逸球之外，这取决于光度的值。辐射阻力将使所有被捕获的粒子停留在这个“爱丁顿捕获球”上，只要局部辐射通量不改变并保持在有效的爱丁顿值，它们将保持悬浮在平衡态。
2013-06-27 astro-ph.HE
HEROIC: 3D General Relativistic Radiative Postprocessor with Comptonization for Black Hole Accretion Discs
我们描述HEROIC，相对论辐射后处理器代码HERO在以前的文件中描述的升级版本，但现在包括康普顿化。HEROIC通过Kompaneets方程对康普顿化进行建模，在短特征辐射求解器中使用源函数的二次近似。它采用了一种简单的形式的加速lambda迭代处理高散射不透明度的区域。除了求解辐射场，HEROIC还通过应用辐射平衡条件求解气体温度。我们提出了HEROIC中Comptonization模块的基准测试和简单的1D和3D散射问题。我们还测试的能力的代码来处理各种相对论效应，使用模型大气和吸积流在黑洞时空。本文介绍了HEROIC在吸积盘广义相对论MHD模拟中的两个应用。一个应用是在黑洞周围的薄吸积盘上。我们发现，在光球层以下的气体在多维HEROIC解决方案是近等温的，很大的不同，从以前的解决方案的基础上的一维平面平行大气。第二个应用是几何厚辐射为主的吸积盘吸积在11倍的爱丁顿率。多维HEROIC解表明，对于在轴上向下看极漏斗的观测者，各向同性的等效光度可能超过爱丁顿极限的10倍，即使光谱看起来仍然是热的，没有相对论性光束的迹象。
2015-10-15 astro-ph.HE
Sub-relativistic Outflow and Hours-Timescale Large-amplitude X-ray Dips during Super-Eddington Accretion onto a Low-mass Massive Black Hole in the Tidal Disruption Event AT2022lri
本研究针对潮汐瓦解事件AT2022lri的多望远镜X射线观测，发现其处于超爱丁顿吸积阶段，存在小时级大振幅X射线凹陷与亚相对论电离外流，提出吸积率波动或内盘进动的物理解释。
2024-05-18 astro-ph.HE
Scale-invariance of black hole accretion: modeling emission from a black hole X-ray binary with relativistic accretion flow simulations
我们模拟了极亚爱丁顿X射线双星A0620-00的非热发射光谱。据信，这种非热辐射是由辐射效率低的“静态”吸积到系统中存在的恒星质量的黑洞上产生的。我们后处理GRMHD模拟与多波长，全极化，相对论辐射转移计算预测宽带光谱和发射偏振水平的范围内的电子模型和吸积率。我们发现，一个模型与强耦合的电子和离子的吸积盘和吸积率只有$\dot{M}=3\times10^{-13} [M_\odot yr^{-1}]$是能够恢复所观察到的X射线光谱斜率，以及过量的线偏振在近红外/光学波段的源检测。我们的模型限制了一个假定的相对论性喷流在这个系统中产生的光谱特性。此外，我们表明，磁化风从我们的热吸积流带走一小部分的轨道角动量的二进制无法解释所观察到的快速轨道衰减的系统。类似于目前的GRMHD模拟经常被用来解释发射从亚爱丁顿supermassvie黑洞在Sgr A* 或M87，目前的模拟使我们能够测试是否某些方面的静态黑洞吸积尺度不变。
2019-11-25 astro-ph.HE
External inverse-Compton emission from jetted tidal disruption events
Swift J1644+57和J2058+05的最新发现表明，潮汐扰动事件（TDEs）可以发射相对论喷流。超爱丁顿吸积产生了一个强辐射场的爱丁顿级光度。在喷流TDE中，喷流中的电子将逆康普顿散射来自吸积盘和风的外部辐射场。受Swift J2058+05和其他几个TDEs的热光紫外光谱观测的启发，我们假设被相对论性喷流拦截的外辐射场的光谱是黑体。喷流中的热电子散射了这种热辐射，在X/γ射线波段产生10^45-10^48 erg/s的亮度。将该热辐射加逆康普顿辐射模型应用于Swift J2058+05。首先，我们表明，在光学紫外光谱中的黑体分量最有可能有其起源于超级爱丁顿风从磁盘。然后，用观测到的黑体分量作为外辐射场，证明了在下列条件下，X射线的光度和光谱与逆康普顿辐射一致：（1）喷注的洛伦兹因子为~5-10，（2）喷注中的电子具有最小的洛伦兹因子~1和幂律指数p = 2.4的幂律分布;（3）风具有轻度相对论性（洛伦兹因子> 1.5），各向同性等效质量损失率约为5 M_sun/yr。我们描述的影响射流成分和半径，射流能量转换为辐射。
2016-02-03 astro-ph.HE
Relativistic effects on coronal ejection in variable X-ray sources
中子星周围的光学薄日冕遭受X射线爆发，可以作为恒星光度迅速增加的结果喷射出来。在广义相对论（GR）中，来自中心发光恒星的辐射压力比牛顿物理学中更强烈地抵消引力。然而，中子星附近的运动被辐射场非常有效地阻碍了。本文讨论了在球对称辐射场中测试粒子运动的广义相对论计算中的日冕抛射。在距离恒星的径向距离大于ISCO的任何距离处，以及恒星的任何初始光度，都存在导致日冕抛射的光度变化。在辐射拖曳存在的情况下，从系统中喷射出光学薄的中子星日冕内部所需的光度非常高，并且总是接近爱丁顿光度。日冕的外部，在距离约20 $R_G$或更远的地方，将被亚爱丁顿爆发喷出。轻微的亮度波动会导致等离子体中的耗散，并可能解释在低质量X射线双星（LMXB）中观测到的日冕X射线温度。在距离恒星很大的径向距离（$3\cdot 10^3 R_G$或更大），结果不依赖于计算中是否包括坡印廷-罗伯逊阻力。
2013-07-01 astro-ph.HE
Modeling of Thermal Emission from ULX Pulsar Swift J0243.6+6124 with General Relativistic Radiation MHD simulations
本研究通过广义相对论辐射MHD模拟Swift J0243.6+6124的超爱丁顿吸积，解释其热辐射起源，并约束吸积率与中子星磁场强度。
2023-05-21 astro-ph.HE
Semi-implicit scheme for treating radiation under M1 closure in general relativistic conservative fluid dynamics codes
本文描述了一种在多维广义相对论守恒流体动力学程序中包含辐射的数值方法。在这种方法中，一个协变形式的M1封闭计划被用来关闭的辐射时刻，和辐射源项被半隐式处理，以处理光学薄和光学厚制度。该方案已在保守的广义相对论辐射流体动力学程序KORAL中实现。该代码的鲁棒性证明了一些测试问题，包括辐射相对论激波管，静态辐射压力支持的大气，阴影，光束在弯曲的时空，和辐射邦迪吸积。讨论了M1闭包相对于Eddington闭包和限流扩散等方法的优点，并指出了其局限性。
2013-01-14 astro-ph.HE
Modeling reflection spectra of super-Eddington X-ray sources
Fudan University（复旦大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute（乌鲁格别克天文研究所）；Institut für Astronomie und Astrophysik, Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学天文与天体物理研究所）；Institute for Advanced Studies, New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学高等研究院）；University of Warwick（华威大学）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）
本文提出两种新模型用于超爱丁顿源的X射线反射光谱分析，揭示了喷流和盘结构对Fe K线的影响。
2025-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Radiation GRMHD Models of Accretion onto Stellar-Mass Black Holes: III. Near-Eddington Accretion
Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（Flatiron Institute 计算天体物理中心）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学学院）；Department of Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学天文系）；Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia（弗吉尼亚大学弗吉尼亚理论天文学研究所）；Michigan SPARC, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室密歇根SPARC）；Computational Physics and Methods, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室计算物理与方法部门）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体物理科学系）
通过求解包含完整辐射输运的GRMHD方程，研究了四个近爱丁顿黑洞吸积模型，揭示了磁场拓扑和黑洞自旋对吸积盘结构及喷流的影响。
2026-09-07 astro-ph.HE
Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets
我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$r\sim 15r_g$（引力半径）在一百倍的爱丁顿吸积率，并在较小的半径在较低的吸积率。双康普顿和回旋同步加速器调节日冕中的辐射和气体温度，而回旋同步加速器调节喷流中的温度。有趣的是，当吸积率下降到爱丁顿时，光学上薄的日冕发展，其气体温度$T\sim 10^9$ K是盘的黑体温度的$\sim 100$倍。我们的研究结果表明，双康普顿和同步加速器在超爱丁顿磁盘，磁化电晕，和射流的重要性。
2016-09-12 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic two-temperature accretion solutions for spherical flows around black holes
落入黑洞的物质是热的，完全电离的，必须是跨音速的。由于电子负责通过同步加速器，韧致辐射和逆康普顿等过程进行辐射冷却，因此电子气和质子气应该处于两个独立的温度分布中。但双温流动的问题是，比方程的数量多了一个变量。吸积流的最简单形式是径向流，它有两个运动常数。流动变量为径向体三速度、电子温度和质子温度。因此，与单温流不同，在双温流中，对于任何给定的运动常数，有多个跨音速解，且音速点变化很大，这些解是非唯一的。我们调用热力学第二定律来找到一种可能的方法来打破简并性，通过在所有可能的解中只显示一个解，具有最大熵，因此是正确的解。通过考虑这些正确的解，我们发现吸积效率随着质量吸积率的增加而增加。结果表明，当吸积速率大于爱丁顿吸积速率的60%时，径向流对超大质量黑洞的辐射效率可达10%以上，而对恒星质量黑洞的吸积，当吸积速率接近爱丁顿极限时，径向流对黑洞的辐射效率也可达10%以上.我们还表明，耗散热定量地影响两个温度的解决方案。在显式热过程的存在下，库仑耦合是弱的。
2018-11-14 astro-ph.HE
Radiation GRMHD Models of Accretion onto Stellar-Mass Black Holes: I. Survey of Eddington Ratios
本文使用全广义相对论辐射输运算法，调查了不同吸积率、自旋和磁场下的黑洞吸积流结构，发现超爱丁顿吸积辐射效率低，净磁通量影响近亚爱丁顿盘结构，并探讨了其在 X 射线双星和 JWST 小红点观测中的应用。
2025-09-12 astro-ph.HE
Viscous boundary layers of radiation-dominated, relativistic jets. I. The two-stream model
利用粘性极限下的辐射流体力学的相对论方程，我们分析了辐射主导射流与其环境之间发展的边界层。在本文中，我们提出了解决方案的自相似，2-D，平面平行双流问题，其中的射流和周围介质被认为是单独的，相互作用的流体，我们比较我们的结果与以前的作者。(In在另一篇论文中，我们研究了另一种情况，称为自由流喷流模型。）与过去的研究结果相一致，我们表明，边界层之间的射流和它的周围环境的发展创造了一个区域的低密度材料。这些模型可能适用于超爱丁顿潮汐破裂事件和长伽马射线暴等源。
2015-06-29 astro-ph.HE
Super-Eddington QSO RX J0439.6-5311. I. Origin of the Soft X-ray Excess and Structure of the Inner Accretion Flow
我们报道了最近对一个高度超爱丁顿窄线的Type-1类星体RX J0439.6-5311的133 ksXMM-牛顿观测结果。这个源有一个最陡峭的活动星系核硬X射线斜率，除了一个突出的和平滑的软X射线过剩。在观测所涵盖的所有时间尺度上，在0.3至10 keV的能量范围内都发现了强烈的变化，软过量主要显示出低于0.1 mHz的低频变化，而硬X射线在较高频率下显示出更强的可变性。我们执行一套完整的频谱定时分析的X射线数据，包括时间平均谱，频率依赖的RMS和协方差谱，滞后频率和滞后能量谱的同时建模。特别是，我们发现了一个显着的时间滞后信号在低频段，这表明软X射线领先硬$\sim$ 4 ks，具有广泛的连续状的档案在滞后谱。我们的分析强烈支持的模型，其中软X射线过剩是由一个单独的低温，光学厚Comptonisation组件，而不是相对论反射或射流为主。这个软X射线发射区与发射硬X射线的热日冕相距几十或几百个$R_{g}$，并且可能与几何上厚的（“膨胀”的）盘状内部区域有关。
2017-03-21 astro-ph.HE
Spectral calculations of 3D RMHD simulations of super-Eddington accretion onto a stellar-mass black hole
本文利用Athena++蒙特卡罗后处理三维RMHD模拟，研究恒星质量黑洞超爱丁顿吸积的硬X射线谱，发现多群康普顿散射处理比灰体方法更符合MC计算，并能较好拟合ULX NGC 1313 X-1的观测光谱。
2023-04-17 astro-ph.HE
General-relativistic model of hot accretion flows with global Compton cooling
我们提出了一个模型的光学薄，两个温度，吸积流使用一个精确的Monte Carlo处理的全球康普顿化，种子光子从同步辐射和韧致辐射发射，以及一个完全广义相对论的辐射和流体动力学过程的描述。我们考虑吸积率的流量的光度之间的~0.001和0.01的爱丁顿光度。黑洞的自旋参数强烈地影响着最内侧10个引力半径内的流结构。然而，在非旋转和快速旋转的黑洞模型中，库仑加热之间的巨大差异被压缩功的强大贡献所抵消，对自旋的依赖性要小得多。在较小的吸积率下，与黑自旋值相关的效应随之减少更为显著。对于一个非旋转的黑洞，压缩加热的电子占主导地位的库仑加热，并导致在一个近似恒定的辐射效率约0.4%，在所考虑的范围内的光度。对于一个快速旋转的黑洞，库仑加热占主导地位，辐射效率为~ 1%，它略有增加（但不显着比估计在一些以前的作品）随着吸积率的增加。我们发现我们的模型之间的协议，其中同步辐射是种子光子的主要来源，和观测的黑洞双星在其硬态和AGN在低光度。特别是，我们的模型预测硬化的X射线光谱的光度增加，确实观察到的爱丁顿光度低于0.01的黑洞双星和活动星系核。此外，我们的模型近似地再现了亮度和X射线发射的斜率在Cen A。
2011-10-31 astro-ph.HE
GR-RMHD Simulations of Super-Eddington Accretion Flows onto a Neutron Star with Dipole and Quadrupole Magnetic Fields
本文通过GR-RMHD模拟研究磁化中子星超爱丁顿吸积流，揭示偶极与四极磁场分别导致磁极吸积柱和赤道带状吸积流，并据此约束Swift J0243.6+6124的磁场结构。
2024-10-23 astro-ph.HE
Shock wave structure in astrophysical flows with an account of photon transfer
为了准确处理超新星激波爆发、伽马射线暴和吸积盘等高能天体物理现象中的激波传播，有关辐射转移的知识起着至关重要的作用。本文通过求解辐射转移的玻尔兹曼方程，研究一维狭义相对论辐射流体力学。辐射激波的结构计算了一些激波管的问题，包括强激波，相对论和辐射为主的情况下。计算使用迭代技术，始终解决相对论流体力学和相对论共动辐射转移方程。将辐射转移解与爱丁顿近似解和M1封闭解进行了比较。本文对辐射矩方程进行了定性分析，并对非相对论情况下跳跃间断的存在条件进行了数值研究。
2016-02-29 astro-ph.HE
Efficiency of Super-Eddington Magnetically-Arrested Accretion
研究了磁制动盘中超爱丁顿吸积黑洞的辐射效率，其中磁制动盘附近的磁通量达到饱和。我们的三维广义相对论辐射磁流体动力学（GRRMHD）的自旋BH（自旋$a/M=0.8$）吸积在$\sim 50$倍爱丁顿显示总效率$\sim 50\%$时，时间平均和总效率$\gtrsim 100\%$的时刻。旋转BH附近的磁通量产生的磁压缩导致了一个薄圆盘，其辐射通过磁化风的平流以及通过布兰德福德-兹纳耶克（BZ）喷流创建的低密度通道的传输逸出。由于光学厚辐射对磁力线的惯性加载，BZ效率是次优的，导致BZ效率在地平线上为$\sim 40\%$，BZ效率通过风的吸收为$r\sim 400r_g$（引力半径）为$\sim 5\%$。重要的是，辐射逃逸在$r\sim 400r_g$与效率$η\approx 15\%$（亮度$L\sim 50L_{\rm Edd}$），类似于$η\approx 12\%$的Novikov-Thorne薄盘和超过$η\lesssim 1\%$看到在以前的GRRMHD模拟或薄盘理论。我们的模拟显示如何BH自旋，磁场和喷流质量加载影响辐射和喷流效率的超爱丁顿吸积。
2015-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Effects of Bethe-Heitler pair production in ultraluminous X-ray sources
本研究针对超亮X射线源超临界吸积下原初相对论电子被抑制的问题，提出高能电子可通过Bethe-Heitler相互作用以次级对形式产生，经模型计算得出其可产生0.1-100MeV的可探测非热辐射，为验证相关物理机制和发现隐藏源提供新途径。
2025-09-03 astro-ph.HE
H-AMR FORGE'd in FIRE I: Magnetic state transitions, jet launching and radiative emission in super-Eddington, highly magnetized quasar disks formed from cosmological initial conditions
本研究将宇宙学初始条件下形成的高磁化类星体吸积盘系统重映射到H-AMR代码开展三维模拟，发现盘内区发生磁态转变，驱动强风与相对论喷流，吸积率达5倍爱丁顿极限，辐射特征符合类星体观测结果。
2025-01-13 astro-ph.HE
On the origin of core radio emissions from black hole sources in the realm of relativistic shocked accretion flow
我们研究了黑洞周围的相对论性、无粘、平流吸积流，并研究了吸积流的一个关键特征，即激波。我们观察到激波诱导吸积解是普遍存在的，并且这种解通常在很宽的流动参数范围内得到，如能量（${\cal E}$）和角动量（$λ$），在自旋值为$0\le a_{\rm k} < 1$的黑洞周围。当激波本质上是耗散的时，一部分吸积能量通过激波转捩位置处的盘的上表面和下表面释放。我们发现，在耗散激波（$Δ{\cal E}^{\rm max}$）处，Schwarzschild黑洞（$a_{\rm k}\rightarrow 0$）和Kerr黑洞（$a_{\rm k}\rightarrow 1$）的最大吸积能分别为$\sim 1\%$和$\sim 4.4\%$.使用$Δ{\cal E}^{\rm max}$，我们计算的动能损失（相当于冲击光度，$L_{\rm shock}$），使符合能量预算产生喷流/从喷流基地流出（$i.e.$，后冲击流）。我们比较$L_{\rm shock}$与观测到的核心射电光度（$L_R$）的黑洞源的广泛的质量范围跨越$10$数量级与次爱丁顿吸积率，并认为目前的形式主义似乎是潜在的可行的帐户$L_R$的$16$银河系黑洞X射线双星（BH-XRB）和$2176$活动星系核（AGN）。我们进一步的目标是解决核心射电光度的中等质量黑洞（IMBH）的来源，并指出，目前的模型形式主义可能足以解…
2022-05-16 astro-ph.HE
Modeling Reconstructed Images of Jets Launched by SANE Super-Eddington Accretion Flows Around SMBHs with the ngEHT
超大质量黑洞（SMBH）周围的潮汐破裂事件（TDEs）是研究超爱丁顿吸积盘的潜在实验室，有时会产生射电和亚毫米波段的强喷流或外流。在这项工作中，我们从广义相对论辐射磁流体动力学（GRRMHD）模拟的BH吸积盘/喷流系统，假设TDE导致在一个磁化吸积盘周围的BH吸积在$\sim 12-25$倍的爱丁顿吸积率模型的热同步辐射的射流。通过与下一代事件视界望远镜（ngEHT）和图像重建分析的综合观测，我们证明，TDE喷流可能提供引人注目的目标，在本工作中探索的模型的背景下。特别是，我们发现，喷气机发射的SANE超爱丁顿磁盘周围的自旋$a_*=0.9$达到ngEHT检测阈值在大的距离（高达100兆秒差距在这项工作中）。一个双温度等离子体在射流或较弱的射流，如自旋$a_*=0$模型，需要一个更近的距离，因为我们证明在10 Mpc的$a_*=0,\,\mathcal{R}=1$或$a_*=0.9,\, \mathcal{R}=20$的限制情况下检测。我们还表明，TDE喷流可能会出现作为超光速源，如果BH是快速旋转和射流被视为近面对。
2022-11-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
A connection between accretion states and the formation of ultra-relativistic outflows in a neutron star X-ray binary
附近的吸积中子星双星Sco X-1是在高爱丁顿比下持续产生相对论性喷流的最接近的例子。先前的无线电研究已经揭示，伴随着温和的相对论性，无线电发射的喷出物，有时会有一个更快的能量转移从吸积流沿着喷流的区域。这种超相对论性流动的性质仍然不清楚，虽然有一些证据表明在其他可能包含中子星的系统中存在类似的现象，但从未在已证实的黑洞系统中观察到过。我们已经比较了这些以前的无线电观测与一个新的分析，同时X射线观测与RXTE任务。我们发现，超相对论流的喷射似乎与X射线功率谱中两种特定类型的准周期振荡的同时出现有关。相反，相对论性较弱的射电辐射流出可能与X射线功率谱中的平顶宽带噪声有关。这是第一次在这些神秘的看不见的流和它们发射的吸积流之间发现联系，尽管是暂时的。
2018-12-12 astro-ph.HE
Numerical Simulations of Optically Thick Accretion onto a Black Hole - I. Spherical Case
模拟吸积物质产生的辐射是真实模拟黑洞吸积盘的重要一步，特别是在高吸积率下。为此，我们最近增加了辐射输运现有的广义相对论磁流体动力学代码，宇宙++。然而，在试图模拟辐射吸积盘，我们已经测试了新的代码使用一系列的激波管和邦迪（球形流入）的问题。首先由Farris等人（2008）提出的四个辐射激波管测试具有已知的解析解，使我们能够计算我们代码的误差和收敛速率。邦迪问题只有在忽略辐射过程时才有解析解，但它是相关的，因为它更接近我们最终想要研究的物理学。在我们的模拟中，我们包括汤姆逊散射和热韧致辐射的不透明度，专注于超级爱丁顿制度。与固体表面物体的吸积不同，黑洞的超爱丁顿吸积不会产生超爱丁顿光度。在我们的例子中，尽管以爱丁顿速率的300倍吸积，我们测量的光度总是比爱丁顿低几个数量级。
2012-05-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Relativistic reverberation in the accretion flow of a tidal disruption event
我们目前对超大质量黑洞周围弯曲时空的理解是基于活跃的吸积黑洞，它们只占总人口的10%或更少。对这一小部分的X射线观测揭示了强烈的引力红移，表明这些黑洞中有许多正在快速旋转;然而，选择偏差表明这些结果不一定反映宇宙中大多数黑洞。潮汐破裂事件，即一颗恒星绕着一个休眠的黑洞旋转，被潮汐撕碎并吸积到黑洞上，可以提供一个短暂的、不带偏见的关于其他百分之九十的黑洞周围时空的一瞥。迄今为止，对潮汐破裂的观测揭示了吸积盘的形成和吸积动力喷流的开始，但未能揭示来自内部吸积流的发射，这使得黑洞自旋的测量成为可能。在这里，我们报告的观测混响所产生的引力红移铁K光子反射的内部吸积流的潮汐破坏事件斯威夫特J1644+57。根据反射时间尺度，我们估计黑洞的质量是几百万太阳质量，这表明吸积速率是爱丁顿极限的100倍或更高。从这种罕见的超级爱丁顿事件的相对论深度的混响检测表明，X射线并不像以前认为的那样来自喷流的相对论运动区域。
2016-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Kinetic simulations of mildly relativistic shocks I: particle acceleration in high Mach number shocks
我们使用完全动力学的粒子在细胞中的模拟与前所未有的大的横向盒的大小来研究粒子加速弱磁化温和相对论性的冲击，在速度$\approx 0.75c$和马赫数为15。我们研究了亚光速（准平行）和超光速（准垂直）的磁场方向。我们发现，准平行冲击介导的非热离子驱动的非共振（贝尔）不稳定性，产生的尺度上的磁波动的离子回旋半径。在准平行冲击中，电子和离子都被加速到非热幂律，其最大能量随时间线性增长。电子的上游加热很小，两种物质进入激波阵面时处于大致的热平衡。冲击波的结构很复杂，反射的非热离子流抽空了上游的空腔，这些空腔一旦平流到下游就形成了放大的磁场细丝。在后期，冲击波能量的$10\%$进入非热质子，而$\gtrsim10\%$进入磁场。我们发现，适当地捕获由非热离子驱动的磁湍流是重要的，正确地测量非热电子的能量分数，$ε_e$。我们发现$ε_e\sim 5\times10^{-4}$准平行冲击与$v=0.75c$，略大于在非相对论冲击模拟测量。在准垂直冲击中，离子或电子中不存在非热幂律。准平行激波中的离子加速效率表明，可能存在轻度相对论性准平行激波的天体-例如，活动星系核或微类星体的喷流-可能是宇宙射线及其次级辐射（如伽马射线和中微子）的重要来源。
2018-09-28 astro-ph.HE
Impact of scale-height derivative on general relativistic slim disks in tidal disruption events
本研究构建了潮汐撕裂事件中考虑尺度高度导数和辐射角动量损失的广义相对论超爱丁顿吸积流数值模型，发现纳入尺度高度导数会显著改变盘结构和软X射线光谱，其影响远大于辐射角动量损失。
2023-08-03 astro-ph.HE
From conduction to convection of thermally relativistic fluids between two parallel walls under gravitational force
从理论和数值两方面讨论了重力作用下两平行壁间热相对论流体的热传导和对流。在理论讨论中，我们假设洛伦兹收缩被忽略，时空是平坦的。为了了解重力作用下两平行壁之间热相对论流体的热传导和对流，我们采用直接模拟蒙特卡罗方法求解相对论性玻尔兹曼方程。数值结果表明，当流场处于稀薄区和连续区之间的过渡区时，在两壁附近形成了强烈的非平衡态，这使得我们不能在相对论Navier-Stokes-Fourier方程的框架内讨论热相对论流体在重力作用下的热传导向热对流的转变，而在非相对论极限下，两壁附近不会形成这种强非平衡态。
2015-08-21 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Viscous boundary layers of radiation-dominated, relativistic jets. II. The free-streaming jet model
利用粘性极限下的辐射流体力学方程，分析了辐射主导射流与周围环境的相互作用。在以前的论文中，我们考虑了两个流的情况下，它把射流和它的周围环境作为不同的介质通过辐射粘性力相互作用。在这里，我们提出了一个替代的边界层模型，被称为自由流射流模型-其中一个狭窄的流体流注入到静态介质-并提出解决方案，其中的流动是超相对论和边界层是由辐射为主。结果表明，这些喷流从周围环境中夹带物质，其核心具有较低的散射体密度和较硬的光子光谱，导致观察结果的视线，看起来“下桶的喷流。“这些喷流外流模型可能适用于长伽马射线暴和潮汐破坏事件的超爱丁顿阶段产生的喷流。
2015-06-30 astro-ph.HE
Construction of a Multidimensional Parallel Adaptive Mesh Refinement Special Relativistic Hydrodynamics Code for Astrophysical Applications
本研究开发了并行自适应网格细化狭义相对论流体力学程序RELDAFNA，采用特征型Godunov格式等技术，精度比肩高阶程序且计算内存成本更低，支持多维多坐标系，可助力高能天体物理相对论流动研究。
2023-09-13 astro-ph.HE
The general relativistic equations of radiation hydrodynamics in the viscous limit
我们对辐射的广义相对论玻尔兹曼方程进行了分析，适用于粒子和光子通过汤姆森散射相互作用的情况，并推导出扩散极限下的辐射能量-动量张量，其中包括粘性项。相反的相对论概括的粘性应力张量，出现在文献中，我们发现，应力张量应包含一个校正的共动能量密度的四个速度的发散成正比，以及有限的体积粘度。这些修改是一致的辐射流体力学的框架中的限制大的光学深度，并不依赖于热力学参数，如温度的零阶光子分布的分配。我们对我们的方程进行扰动分析，并证明，只要波数不探测尺度小于辐射的平均自由程，粘性只会衰减，即，稳定的，色散关系的修正。我们的方程的天体物理应用，包括从超级爱丁顿潮汐中断事件和那些从Eksars发射的喷气机，进行了讨论，并将在未来的论文中进一步考虑。
2014-11-24 astro-ph.HE
Anisotropic pressure effects in hydrodynamic description of waves propagating parallel to the magnetic field in relativistically hot plasmas
针对各向异性压力和描述热效应的其他张量，提出了由四个物质场方程组成的具有相对论温度的新型等离子体流体力学模型的结构。提出了以浓度、速度场、平均反向相对论$γ$函子和反向相对论$γ$函子的通量为主要流体力学变量的演化方程的模型。四个类压张量（两个二阶张量和一个四阶张量）描述热效应。其中我们有粒子流的通量和反向相对论性$γ$函子的通量。高频激发被认为是解析，以跟踪其频谱中的压力类张量的各向异性的贡献。
2021-10-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Monte Carlo Simulations of Nonlinear Particle Acceleration in Parallel Trans-relativistic Shocks
我们提出了一个粒子加速的平行无碰撞激波的蒙特卡罗模拟的结果。我们的模拟，它包含参数化的散射和一个特定的热泄漏注入模型，计算加速粒子之间的反馈的冲击，影响冲击前兆和“平滑”的冲击，和热粒子注入。我们发现，有一个过渡之间的非相对论冲击，其中的加速效率可以非常高，非线性压缩比可以大大大于朗肯-雨果尼奥值，和完全相对论冲击，其中扩散冲击加速效率较低，压缩比保持在朗肯-雨果尼奥值。这种转变发生在反相对论区域，对于我们使用的特定参数，发生在激波洛伦兹因子= 1.5附近。我们还发现，非线性冲击平滑大大降低了加速效率假定发生在超相对论冲击的大角度散射。我们能够无缝地处理从超相对论性到反相对论性到非相对论性冲击的转变，这对于演化相对论性系统（如伽马射线暴和Ibc型超新星）可能很重要。我们预计，冲击加速谱的实质性演变，在这个过渡期间，从软早期硬得多时，冲击波冲击成为非相对论。
2013-08-23 astro-ph.HE physics.space-ph
How important is non-ideal physics in simulations of sub-Eddington accretion onto spinning black holes?
吸积速率远低于爱丁顿速率的黑洞，被低密度、热的、几何厚度的吸积盘包围着。这包括由事件视界望远镜以亚视界分辨率拍摄的两个黑洞。在这些圆盘中，带电粒子之间库仑相互作用的平均自由程很大，吸积物质是一种几乎无碰撞的等离子体。尽管如此，数值模拟到目前为止模拟这些吸积流使用理想的磁流体力学。在这里，我们提出了第一个全球性的，广义相对论的，三维模拟的吸积流到克尔黑洞，包括最有可能影响磁盘的动力学的非理想效应：平行和垂直于磁场的压力之间的各向异性，以及沿磁场线的热通量。我们表明，对于标准和磁制动盘，压力各向异性是可比的磁压力，而热通量仍然动态不重要。尽管这种大的压力各向异性，然而，吸积流的时间平均结构是惊人的相似，在模拟治疗等离子体作为一个理想流体。我们认为，这些相似之处主要是由于粘性和磁剪切应力的可互换性，只要磁压力是小的相比，气体压力，并在磁制动盘的压力/粘性效应的次主导作用。最后，我们强调突出的问题，在模拟低碰撞吸积流的动力学。
2017-06-05 astro-ph.HE gr-qc
Polarization of synchrotron emission from relativistic reconfinement shocks with ordered magnetic fields
我们计算了相对论约束激波产生的同步辐射的偏振，考虑到全局有序的磁场分量，特别是环形和螺旋场。在这些冲击中，环形场产生高平行极化（电矢量平行于投影射流轴），而混沌场产生中等垂直极化。螺旋场导致总亮度和偏振亮度的非轴对称分布。对于发散的下游速度场，Stokes参数U不为零，平均极化既不是严格平行的，也不是严格垂直的。下游流从发散变为会聚的距离可以容易地在偏振图上被识别为转折点，在该转折点处偏振矢量切换，例如，从顺时针到逆时针。
2012-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Monte-Carlo based relativistic radiation hydrodynamics code with a higher-order scheme
我们开发了一个新的相对论辐射流体动力学程序的基础上的Monte-Carlo算法。在这个代码中，我们实现了一个新的计划，以实现在时间上的二阶精度在一个大的包数的限制，以解决物质和辐射之间的相互作用。这种高阶时间积分方案的实现方式，以保证能量动量守恒的测地线积分器的精度。辐射过程的空间依赖性，如包的传播，发射，吸收和散射，也考虑到了二阶精度。我们验证我们的代码通过解决各种测试问题，根据以前的研究，一个区域热化，动态扩散，辐射拖动，辐射介导的激波管，激波管在光学厚的限制，和爱丁顿极限问题。我们表明，我们的代码再现物理上适当的结果具有合理的精度，并证明，在时间和空间的二阶精度确实实现了我们的实现为一个区域和一维问题。
2022-09-26 astro-ph.HE gr-qc
Time-dependent Multi-group Multidimensional Relativistic Radiative Transfer Code Based On Spherical Harmonic Discrete Ordinate Method
我们开发了一个随时间变化的多组多维相对论辐射转移代码，这是需要数值研究辐射从相对论流体参与，例如，伽马射线暴和活动星系核。该代码是基于球谐离散纵坐标法（SHDOM），评估源函数，包括各向异性散射球谐函数和隐式求解的静态辐射转移方程与射线跟踪离散纵坐标。我们实现的时间依赖性，多频箱，洛伦兹变换，弹性汤姆逊和非弹性康普顿散射的公开可用的SHDOM代码的治疗。我们的代码采用了混合框架的方法，源函数是在共动框架，而辐射转移方程是在实验室框架求解。这种实现验证了各种测试问题和相对论蒙特卡罗代码的结果比较。这些验证确认代码正确计算强度及其在计算域中的演变。该代码使我们能够获得一个爱丁顿张量，涉及强度（能量密度和辐射压力）的第一和第三时刻，并经常被用作辐射流体力学计算中的闭合关系。
2015-07-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ion acceleration in non-relativistic quasi-parallel shocks using fully kinetic simulations
无碰撞激波阵面的形成是空间等离子体环境中普遍存在的现象。在太阳风中，激波可能伴随着日冕物质抛射，而更猛烈的事件，如超新星，会产生以相对论速度传播的激波锋面。虽然激波形成和粒子加速的基本概念是已知的，但微观物理范围的许多细节仍在讨论中。近年来，混合动力学模拟方法允许非常详细地研究质子和较重离子的动力学和加速。然而，Particle-in-Cell代码允许研究该过程，包括电子动力学和辐射压力。此外，另一种数值方法允许交叉检查结果。因此，我们调查冲击波的形成和粒子加速与一个完全动力学粒子在细胞的代码。除了电子和质子，我们还包括氦和碳离子在我们的模拟准平行冲击。我们能够再现粒子的能谱的特征，例如下游中不同离子种类的温度比，其与粒子质荷比成比例。我们还发现，大约12-15%的未扰动上游的能量转移到逃逸的冲击加速粒子。
2020-03-16 astro-ph.HE physics.comp-ph
Likely formation of general relativistic radiation pressure supported stars or "eternally collapsing objects"
霍伊尔和福勒证明了即使在牛顿引力下也可能存在辐射压支撑星（RPSS）。很久以后，米特拉发现人们也可以设想他们的广义相对论（GR）版本，“相对论辐射压力支持的恒星”（RRPSSs）。RPSS有$z\ll 1$，RRPSS有$z \gg 1$，其中$z$是表面引力红移。在这里，我们通过回顾收缩的大质量恒星在进入其{ \em光子球}时必须开始捕获辐射，来详细阐述RRPSS在持续引力坍缩过程中的形成。结果发现，无论收缩过程的细节，捕获的辐射通量应达到相应的爱丁顿值在足够大的$z\gg 1$。这意味着在具有$z=\infty$的真正BH状态渐近形成之前，持续的GR塌缩可能产生具有$z\gg 1$的中间RRPSS。一个令人兴奋的结果是，恒星质量的黑洞候选者，在目前的时代，应该是夸克-胶子等离子体的热球，正如罗伊曾在最近的一篇题为“{ \it QCD反对黑洞？} ".
2010-04-21 astro-ph.HE gr-qc
Multidimensional simulations of magnetic field amplification and electron acceleration to near-energy equipartition with ions by a mildly relativistic quasi-parallel plasma collision
在伽马射线暴的瞬发相期间观测到的高能电磁爆发归因于同步辐射。内部冲击运动通过超相对论喷流，这是由一个坍缩的超大质量恒星喷出，是这种辐射的可能来源。同步辐射的观测强度需要同时存在强大的磁场和高度相对论性的电子。我们探索与一维和三维的相对论粒子模拟的过渡层的冲击波，这演变出的碰撞的两个等离子体云在0.9 c的速度和准平行的磁场的存在。云的密度相差10倍。质量比为250的各云中的离子和电子的数密度相等。在一维模拟中确定了电子的峰值洛伦兹因子，以及两个碰撞云边界处的磁场的方向和强度。激波过渡层附近的电子和离子的相对论质量与以前的工作相当。三维模拟显示了瞬态前体后面快速而强烈的等离子体增强。正交于初始场方向的磁场分量在两个模拟中被放大到超过冲击压缩预期的值一个数量级。由于这种放大，形成的激波是准垂直的。同时存在的高度相对论性的电子和强磁场将引起显着的同步辐射。
2010-11-19 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Electron acceleration to relativistic energies at a strong quasi-parallel shock wave
在超新星爆炸后恒星碎片迅速膨胀时形成的强（高马赫数）无碰撞冲击波中，电子可以被加速到超相对论能量。来自太阳的粒子流（太阳风）中也会形成无碰撞冲击波，广泛的航天器观测已经确定，只要上游磁场大致平行于冲击表面法线（准平行条件），这些冲击波中的电子加速实际上就不存在。然而，目前还不清楚这种电子加速的磁依赖性是否也适用于年轻超新星遗迹周围更强的冲击，那里的局部磁条件知之甚少。在这里，我们提出了卡西尼号航天器观测一个异常强大的太阳系冲击波（土星的弓形激波），显着的本地电子加速已被确认在准平行磁条件下的第一次，矛盾的建立磁依赖性的电子加速在太阳系冲击。此外，这种加速导致了相对论能量（~MeV）的电子，与太阳风中冲击加速产生的最高能量相当。这些观测结果表明，在高马赫数下，像年轻的超新星遗迹激波一样，准平行激波成为相当有效的电子加速器。
2013-01-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Density jump as a function of the field for parallel relativistic collisionless shocks
本文将强平行磁场下非相对论无碰撞激波模型扩展至相对论 regime，发现密度跃变显著偏离MHD预测并与PIC模拟吻合。
2025-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
