Linking accretion flow and particle acceleration in jets. I. New relativistic magnetohydrodynamical jet solutions including gravity
我们提出了一个新的，近似的方法来模拟重力存在下的相对论性喷流的加速和准直。这种方法在整个计算域中是自相似的，其中重力效应可以忽略不计，并且在通量管内是自相似的。这些解决方案适用于从小区域（例如，靠近吸积盘的内缘）。正如早期的工作所暗示的，气流可以会聚到旋转轴上，潜在地产生准直激波。在这个方法的第一个版本中，我们通过与非相对论性流动类比，推导出引力对相对论性方程的贡献。这种方法捕获了流动等离子体的相对论动力学引力质量，但不是由于内部热能和磁能。一个更复杂的治疗，从基本的广义相对论磁流体动力学方程，目前正在开发。在这里，我们提出了一个初步的探索参数空间，描述的影响模型参数的流动解决方案和准直冲击的位置。这些结果提供了新的，半解析模型的相对论性射流，可以约束附近的条件，通过拟合射流中断看到越来越多的X射线双星的黑洞的基础。
2012-09-21 astro-ph.HE
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Blandford-Znajek Jets and the Membrane Paradigm
最近的观测表明，星系X射线双星中喷流功率与黑洞自旋的标度关系与Blandford-Znajek（BZ）喷流模型的预言是一致的。这些观测结果促使我们利用广义相对论磁流体动力学方法对吸积（h/r ~ 0.3）、自旋（0 < a_* < 0.98）黑洞的磁化喷流进行模拟，重新审视BZ模型。我们有三个主要结果。首先，我们量化的BZ喷流功率和我们的模拟之间的差异：假设最大效率和均匀的领域在地平线上导致一个约10%的高估喷流功率，而忽略吸积盘导致进一步的约50%高估。简单地将标准BZ喷气动力预测降低60%，就能很好地拟合我们的模拟数据。我们的第二个结果是表明，膜配方的BZ模型正确地描述了物理基础模拟射流：扭矩，耗散和电磁场的地平线上。这为黑洞的能量提取过程提供了直观而严谨的图片。第三，我们计算了负载区域的有效电阻，并表明负载和黑洞实现了近乎完美的阻抗匹配。总之，这些结果增加了我们对BZ模型作为天体物理学黑洞观测到的喷流的正确描述的信心。
2013-07-17 astro-ph.HE
Three-dimensional numerical simulations of structured GRB jets
在发现第一个明确的离轴伽马射线暴（GRB）GRB 170817 A之后，有几项研究试图了解GRB喷流的结构。最初的喷流结构（由中央发动机直接产生）可以部分保留，或者可以通过与环境的相互作用而完全改变。在这项研究中，我们进行三维，特殊的相对论流体动力学模拟的长GRB喷流演变通过一个大质量的祖星。不同的喷流场景被认为是：礼帽，高斯喷流占主导地位的压力或动能，以及一个模型的超新星（SN）加上喷流都通过祖传播。我们发现，当在祖星内部传播时，具有不同初始结构的喷流几乎无法区分。动力学主导的射流比压力主导的射流更快且更准直。喷流内部的祖星的动力学强烈依赖于一个相关的SN，这可以大大减速喷流传播的存在。我们发现，伽玛暴喷流的初始结构是保存，或不，主要取决于喷流准直。初始结构保留在未准直的射流中，即穿过低密度环境的射流。同时，穿过密集环境的射流通过与介质的相互作用而成形，并保持准直。
2022-11-17 astro-ph.HE
Three-Dimensional Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Current-Driven Instability. III. Rotating Relativistic Jets
通过三维相对论磁流体动力学模拟研究了射流旋转和差动运动对无力螺旋磁平衡的电流驱动（CD）扭结不稳定性的线性和非线性发展的影响。在这项研究中，我们遵循的时间发展周期性的计算框内。初始螺旋磁场的位移导致CD扭结不稳定性的增长。我们发现，与线性稳定性理论一致，不稳定性的发展依赖于极向磁场的横向分布。如果极向场从轴向外显著减小，则初始小扰动强烈地增长，并且如果多个波长被激发，则非线性相互作用最终破坏初始圆柱形配置。当极向场的轮廓较浅时，不稳定性发展缓慢并最终饱和。我们简要地讨论了我们的研究结果的影响坡印廷占主导地位的飞机。
2012-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Magnetohydrodynamic models of astrophysical jets
在这篇评论中，分析了在紧凑的天体附近的静止轴对称流的广泛的类获得的分析结果，重点是对特定的源的定量预测。近年来，人们对天体物理喷流的形成和性质的认识大大增加。这不仅是由于新的观察，而且是由于分析理论的进步，它产生了相当简单的关系，以及毫无疑问可以被称为数值模拟的突破，它使理论预测得到了证实。当然，我们离完全理解致密源中发生的物理过程还很远。尽管如此，所取得的进展使人们对不久的将来进行试验观测产生了希望，这些观测可以深入了解活跃的天体物理物体中发生的物理过程。
2011-03-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetohydrodynamic Simulations of Active Galactic Nucleus Disks and Jets
有一个广泛的共识，即吸积到超大质量黑洞和随之而来的喷流形成的动力观测到的活动星系核（AGN）的发射。然而，关于喷流如何在吸积流中形成，它们与黑洞自旋的可能关系，以及它们如何与周围介质相互作用，人们的共识较少。在理论上，人们也对标准吸积盘模型的不稳定性以及与观测约束的持续差异表示担忧。尽管标准的吸积盘模型在X射线双星中的应用似乎很成功，但它面临着越来越多的观测约束，这对它在活动星系核中的应用提出了挑战。由于这些流动的动力学性质以及流体力学、磁场、辐射传输和弯曲时空之间的复杂相互作用，对这些问题的理论探索越来越依赖于数值模拟。我们得出以下结论：广义相对论磁流体力学（MHD）模拟的出现极大地提高了我们对喷流产生及其对黑洞自旋依赖性的理解。模拟结果表明，吸积盘和喷流都对穿过吸积流的磁通量以及吸积流角动量与黑洞自旋之间可能存在的不重合很敏感。辐射MHD模拟提供了新的见解发光吸积流的稳定性和突出的辐射粘性，紫外线不透明度的原子，和螺旋密度波在AGN的潜在重要性。
2021-01-21 astro-ph.HE
Counter-rotation in relativistic magnetohydrodynamic jets
对年轻恒星天体的观测表明，有些喷流相对于它们的圆盘以相反的方向旋转。在最近的一项研究中，Sauty等人（2012年）表明，这与据信引发这种外流的磁离心机制并不矛盾。最近在M87中测量了横向于喷流轴和相反方向的运动特征（Meyer等人，2013年）。对这种运动的一种可能的解释是反向旋转的结。在这里，我们扩展我们以前的分析推导的反旋转相对论射流，证明反旋转确实可以在相当一般的条件下发生。我们表明，这两个磁场和一个不可忽略的焓是必要的反旋转流出的起源，并且该效果是与从物质的电磁场的能量通量的转移。这可以在三种情况下实现：如果焓的降低导致坡印亭通量的增加，如果流动减速，或者如果存在磁场的强梯度。通过一个相对论磁流体射流模拟的例子，说明了所涉及的机制。
2014-04-29 astro-ph.HE
Eccentric grazing envelope evolution towards type IIb supernova progenitors
我们模拟的框架下的掠包络演化（GEE）通道的形成IIb型超新星（SNe IIb）的偏心双星系统的演化，并发现，额外的质量去除喷流增加的参数空间在这个通道中形成的SNe IIb。为了探索偏心率的作用和额外的质量去除喷流，我们使用恒星演化代码MESA二进制。初始的一次和二次质量分别为M1 i = 15 Mo和M2 i =2.5Mo。我们研究了初始半长轴为600- 1000 Ro，偏心率为e=0-0.9。洛希瓣溢出（RLOF）和喷流的质量移除，以及随后的风，都在M（H，f）= 0.05 Mo的爆炸恒星中留下氢质量，与SN IIb的祖先相容。当初始轨道不是圆形时，最终轨道可能有很高的偏心率。在许多情况下，无论有无射流的额外质量去除，系统都可以进入共同包络演化（CEE）阶段，然后从该阶段出来。在某些偏心率范围内，射流更有效地防止CEE。尽管有很大的不确定性，额外的质量去除喷流大大增加了系统的可能性，从CEE。这加强了早先关于圆形轨道的结论。在某些情况下，单独的RLOF，没有通过射流去除质量，可以形成SN IIb祖细胞。我们估计，额外的质量去除GEE通道中的喷气机增加祖细胞的数量相对于单独的RLOF约2倍。
2020-07-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the Fraction of Core-Collapse Supernovae Harboring Choked Jets with High-energy Neutrinos
对核心坍缩超新星和伽马射线暴的联合观测表明，在恒星核心坍缩之后，可能会有新形成的黑洞从恒星吸积物质，从而产生喷流。这样的伽马射线暴只在Ibc型超新星中观测到，这表明恒星的祖先在坍缩前失去了氢包层。根据最近的假设，即使祖星仍然保留其氢包层，也有可能在核心坍缩事件中发射喷流，然而，这种喷流无法穿透恒星，并且在逃逸之前会停滞在祖星的内部。这些喷流被称为阻塞喷流。由这种阻塞喷流产生的高能中微子可以逃离恒星的包层，并被观测到。在这里，我们将研究如何多信使搜索高能中微子和核心坍缩超新星可以检测或限制恒星坍缩产生喷流的部分。我们发现，很大一部分的喷气式飞机生产已经受到以前的观测活动的限制。我们探索未来的观测使用LSST，IceCube和Km3NET的可能性。
2019-11-19 astro-ph.HE
Some Implications of inverse-Compton Scattering of Hot Cocoon Radiation by relativistic jets in Gamma-Ray Bursts
长伽马射线暴（GRB）的相对论喷流被热茧包围，热茧在喷流从祖星冲出时限制喷流。这些茧是X射线光子的丰富来源，这些X射线光子可以被相对论性喷流中的电子逆康普顿（IC）散射到MeV-GeV能量。我们提供了详细的估计IC流量之间的各种相互作用的X射线光子和相对论性喷流，并描述了我们可以了解伽玛暴喷流和祖星从检测（或上限）这些IC散射光子。
2014-02-11 astro-ph.HE
Three-dimensional magnetohydrodynamical simulations of the morphology of head-tail radio galaxies based on magnetic tower jet model
首尾射电星系独特的形态揭示了射电喷流与星系团内环境之间的强相互作用，对首尾源形态起源的普遍共识是射电喷流被强烈的星系团内天气弯曲。我们在本文中证明，这种强相互作用提供了一个很好的机会来研究喷流的性质，也集群内介质（ICM）的动力学。基于磁塔射流模型，通过三维磁流体动力学模拟，详细分析了磁主导射流的弯曲过程。我们使用风/冲击调制的分层大气来模拟集群内的暴力天气。核心晃动是不可避免的，在风团核心相互作用，这将导致显着的剪切运动，并最终驱动ICM湍流周围的射流，使它难以生存。我们进行了详细的比较之间的行为的纯流体动力射流和磁塔射流，并发现，射流瓣形态不能生存对暴力破坏在我们所有的纯流体动力射流模型。另一方面，采用磁塔喷流模型，在风的作用下，喷流的头部和尾部形态得到了很好的再现，流体动力学不稳定性得到了自然抑制，喷流在内部磁场的保护下始终保持完整性。最后，我们还检查的可能性射流弯曲的冲击。我们发现，激波不能使喷流发生明显的弯曲，因此不能期望激波能解释在头尾射电星系中观测到的长尾现象。
2017-04-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of Relativistic, Hydrodynamic, Intermittent Jets in a Rotating, Collapsing GRB Progenitor Star
伽马射线暴（GRB）的瞬发具有快速变化的特征，这可能是不稳定中心引擎的直接反映。我们进行了一系列轴对称的2.5维模拟研究传播的相对论性，流体动力学，间歇性射流通过信封的伽玛暴祖星。一个真实的快速旋转的恒星被纳入作为喷流传播的背景，恒星被允许由于中心黑洞的引力而坍缩。通过模拟具有相等开和关持续时间的恒定亮度脉冲的间歇性喷流，我们研究了半周期$T$如何影响喷流动力学。对于相对较小的$T$值（例如0.2 s），射流爆发时间$t_{\rm bo}$取决于射流的张开角，较窄的射流更能穿透并在较短的时间内到达表面。对于$T \leq 1$ s，反向激波在喷流穿透恒星包层之前穿过每个脉冲。因此，在$t_{\rm bo}$的第一组脉冲爆发之后，随后的几个脉冲在穿透恒星之前消失，造成了一个静止的间隙。对于较大的半周期（$T=2.0, 4.0$ s），所有的脉冲都可以成功地穿透包层，因为每个脉冲都可以在反向激波穿过壳层之前穿过恒星。我们的结果可以解释在许多长的伽玛暴的存在下，伽玛暴中央引擎注入半周期$T \leq 1$ s的间歇脉冲的弱前兆。观测数据似乎与这种可能性相一致。
2016-10-13 astro-ph.HE
Black hole to breakout: 3D GRMHD simulations of collapsar jets reveal a wide range of transients
我们提出了一套第一个3D GRMHD星的模拟，从自洽射流发射的吸积克尔黑洞（BH）的突破从恒星。我们确定了三种类型的外流，取决于角动量，$ l $，崩溃的材料和磁场，$ B $，在BH地平线上：（一）次相对论外流（低$ l $和高$ B $），（二）定常吸积激波不稳定性（SASI;高$ l $和低$ B $），（三）相对论喷流（高$ l $和高$ B $）。在没有喷流的情况下，恒星包层的自由落体为BH吸积速率提供了一个很好的估计。喷流可以大大抑制吸积率，其持续时间可以限制在恒星的磁化剖面。我们发现，大（陡峭）的内部密度幂律指数（$ \gtrsim 2 $）的祖先，面临着极端的挑战，伽马射线暴（GRB）的祖先，由于过度的亮度，全球时间演变的光变曲线在整个爆发和短的爆发时间，与观测不一致。我们的研究结果表明，各种各样的观测到的爆炸外观（超新星/超新星+伽玛暴/低光度伽玛暴）和发射相对论流出的特性（亮度和持续时间）可以自然地解释的祖先结构的差异。我们的模拟揭示了几个重要的喷流功能：（一）强磁耗散内的恒星，导致弱磁化射流突破，可能有显着的光球发射和（二）自发出现的倾斜吸积盘喷流，即使在没有任何倾斜的祖。
2021-12-26 astro-ph.HE
The implications of large binding energies of massive stripped core collapse supernova progenitors on the explosion mechanism
利用恒星演化程序MESA计算了大质量剥离包层核坍缩超新星（SECCSN）的结合能，发现质量为$>20 M_\odot$的碳氧核坍缩形成中子星（NS）遗迹的爆发更倾向于采用抖动喷流爆炸机制.我们计算的结合能在核心崩溃的假设下，残留物是一个NS。也就是说，在爆炸中喷出质量坐标为$~1.5-2.5 M_\odot$以上的恒星气体。我们发现，典型的结合能与$M_{CO} > 20 M_\odot$的碳氧核心质量剥离包膜祖喷出物是$E_{bind}>2 \times 10^{51} erg$。我们认为，喷流是最有可能爆炸这样的核心射流驱动的爆炸机制可以提供高能量的爆炸。我们应用我们的结果SN 2020 qlb，这是一个SECCSN与声称的核心质量的$~30-50 M_\odot$，并得出结论，抖动射流爆炸机制最好的帐户，这样的爆炸，留下一个NS。
2023-03-23 astro-ph.HE
A Tale of Two Jets: Double Relativistic Outflows from Close Binary GRB Progenitors
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）
研究提出双喷流模型，探讨紧密双星GRB前身中第二喷流的动力学及其观测特征，通过洛伦兹因子比、对齐角和时间延迟影响观测信号，预测SKA、eXTP等观测手段可验证该模型。
2026-03-29 astro-ph.HE
Three-dimensional simulations of long duration gamma-ray burst jets: time scales from variable engines
伽马射线暴的光变曲线具有显著的可变性，每一个都显示出独特的性质。这种变化的起源，至少对于一小部分长伽玛暴来说，可能是不稳定的中心引擎的结果。因此，重要的是要研究的效果，一个情节中央发动机上的喷流传播，并最终，对即时的排放内的Mesosar的情况。因此，在这项研究中，我们遵循的相互作用的脉冲外流与他们的祖先恒星流体动力学数值模拟在二维和三维。我们表明，非定常射流的传播是受影响的相互作用与祖材料以及后的爆发时间，特别是对于长的静止时间，相当于或大于一秒的射流。我们还表明，这种相互作用可以导致一个不对称的行为，其中脉冲持续时间和静止周期是系统不同的。在脉冲射流钻过祖先和星际介质之后，我们发现，平均而言，静止时期持续的时间比脉冲长（即使在具有对称的活动和静止发动机时间的模拟中）。这可以解释在长静止时间持续的伽马射线暴的光变曲线中检测到的不对称性。
2016-03-08 astro-ph.HE
Common envelope jets supernova with thermonuclear outburst progenitor for the enigmatic supernova remnant W49B
本文提出热核共包层喷流超新星（CEJSN）模型解释超新星遗迹W49B，指出中子星坍缩为黑洞发射的喷流与红超巨星核心热核爆发共同塑造了其非球形形态和高铁丰度。
2023-06-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Population III Gamma-Ray Bursts and Breakout Criteria for Accretion-Powered Jets
我们研究了各种类型的大质量恒星中吸积动力喷流的传播，如沃尔夫-拉叶星，轻第三星族（Pop III）星，和大质量Pop III星，所有这些都是伽马射线暴（GRB）的祖先候选人。我们进行了二维轴对称的相对论流体动力学模拟，同时考虑到包络崩溃和射流传播（即，喷流对吸积的负反馈）。基于我们的流体动力学模拟，我们第一次表明，吸积动力射流可以潜在地从Pop III祖先的外层相对论性地爆发。在我们的模拟中，吸积率估计的质量流量通过内边界，喷注注入一个固定的吸积喷注转换效率$η$。通过改变40多个模型的效率$η$和张开角$θ_{op}$，我们发现，只要满足一个简单的条件$η\gtrsim 10^{-4} (θ_{op}/8^{\circ})^2$，喷流就能从所有类型的伽玛暴祖先中相对论性地突破，这与分析估计是一致的。否则不会发生爆炸或发生一些失败的球形爆炸。
2012-05-26 astro-ph.HE
A Novel Jet Model: Magnetically Collimated, Radiation-Pressure Driven Jet
来自致密天体的相对论喷流是宇宙中普遍存在的现象，但其驱动机制几十年来一直是一个谜。两种基本模型已被广泛讨论：磁流体动力学（MHD）射流和辐射流体动力学（RHD）射流。目前，前者被更广泛地接受，因为磁场被期望提供加速和准直机制，而辐射场不能准直流出。在这里，我们提出了一种新的类型的射流，辐射磁流体动力学（RMHD）的射流，基于我们的全球RMHD模拟发光吸积流到一个黑洞以上的爱丁顿光度闪耀。辐射压力可以将RMHD喷流加速到相对论速度，而磁塔的洛伦兹力可以使RMHD喷流准直，磁塔是由黑洞周围积累的环形磁场线形成的膨胀磁结构，尽管辐射能量大大超过磁能。这个磁塔是由辐射压力支持的几何厚吸积流准直。这种类型的喷流可以解释银河系微类星体的相对论喷流，出现在高光度。
2010-09-01 astro-ph.HE
Probing the Structure of Jet Driven Core-Collapse Supernova and Long Gamma Ray Burst Progenitors with High Energy Neutrinos
高能中微子的到达时间编码了关于其来源的信息。我们证明了在相对论喷流中中微子发射的起始时间的能量依赖性可以用来提取有关超新星/伽马射线暴祖先结构的重要信息。我们研究了不同超新星和伽马射线暴的祖先，包括红色和蓝色的超巨星，氦核，沃尔夫-拉叶星，和化学均匀的恒星，具有各种质量和金属丰度的能量和时间的依赖性。对于扼流射流，我们计算的截止可观察到的中微子能量取决于半径的射流是失速。此外，我们展示了如何使用这种能量和时间依赖性来识别和区分祖细胞，少至一个或两个观察到的事件，在有利的条件下。
2012-09-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Development of General Relativistic Magnetohydrodynamic Code and its Application to Central Engine of Long Gamma-Ray Bursts
为了研究长伽马射线暴（GRB）起源中心相对论喷流的形成，我们开发了一个二维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序。我们表明，代码通过了许多，众所周知的测试计算，通过这些测试计算，代码的可靠性得到了证实。然后，我们使用一个现实的祖星模型进行了数值模拟。结果表明，喷流是从祖的中心发射。我们还发现，质量吸积率发射后的喷气显示快速的时间变化，类似于一个典型的时间曲线的伽玛射线暴。喷流的结构与以前的研究相似：坡印亭通量喷流被漏斗壁喷流包围。即使在模拟的最后阶段，射流的体积洛伦兹因子仍然很低，射流的总能量仍然小到10^48尔格。然而，我们发现，在喷流底部，单位静止质量通量的能量通量高达10^2。因此，我们得出结论，大量的洛伦兹因子的射流可以是潜在的高时，它向外传播。结果表明，在极区附近的视界存在出射坡印廷通量，这证明了Blandford-Znajek机制是有效的。然而，我们得出的结论是，喷流发射主要是由磁场放大的引力坍缩和差分旋转周围的黑洞，而不是Blandford-Znajek机制。
2009-02-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Oscillation of high-energy neutrinos from choked jets in stellar and merger ejecta
我们提出了一个全面的研究从两个不同的环境中的高能中微子的振荡：蓝超巨星的祖先，可能窝藏低功率伽玛射线暴（GRB）喷流和中子星合并喷出物，将与短伽马射线暴。我们纳入了辐射约束，给出了一个必要条件的非热中微子生产，并占时间演化的喷流，这使我们能够更准确地对待中微子振荡的问题。对于大质量的恒星祖先，中微子注入恒星内部可以导致非绝热振荡模式在1 TeV - 10 TeV，也是可见的味道比。对于中子星合并喷出物，我们发现在100 GeV - 10 TeV的区域类似的行为和振荡可能会导致$ν_e$过剩约1 TeV。这些功能，使我们能够探测长和短GRB的祖先，可以看到未来的中微子探测器与精确的味道比测量。我们还讨论了潜在的贡献，扩散中微子通量测量冰立方，并找到参数集，使窒息的低功率GRB喷气机占中微子通量在10 TeV - 100 TeV的范围内，而不违反现有的限制。
2020-05-20 astro-ph.HE hep-ph
High-energy neutrino emission from magnetised jets of rapidly rotating protomagnetars
起源于原磁星中心引擎的相对论喷流可以导致长时间的伽马射线暴，被认为是超高能宇宙射线和次级中微子的潜在来源。我们探讨了这种喷流通过广泛的祖先，从恒星已经摆脱了他们的信封没有超巨星的传播。我们使用一个半解析的自旋模型的强磁化和快速旋转的PNS调查的中心引擎的属性，如表面偶极场强度，初始旋转周期，和射流张开角的相互作用和动力学演化的射流茧系统的作用。利用这个模型，我们根据恒星介质随时间变化的喷流光度、入射角和密度分布等系统参数，确定了相对论性喷流、弱相对论性茧和准直激波的性质。我们还分析了一个成功的射流突破的标准，最大的能量，可以存入茧的相对论性喷流，和磁化流出相对于局部不稳定性的结构稳定性。最后，我们计算了高能中微子的发射，因为这些磁化的流出物穿过它们的祖先。来自成功的伽玛暴喷流的前体中微子不太可能被IceCube探测到，这与以前的工作结果一致。另一方面，我们发现高能中微子可能会产生扩展的祖先，如蓝色和红色超巨星，我们估计中微子的可探测性与下一代探测器，如IceCube-Gen 2。
2023-03-27 astro-ph.HE
Gamma Ray Bursts. Progenitors, accretion in the central engine, jet acceleration mechanisms
长持续时间的伽马射线暴（GRB）可用Eksar模型解释，短持续时间的GRB则与致密天体的合并有关。在第一种情况下，主要是能量的事件是一致的，而持续时间，时间变化，以及余辉发射可能会揭示一些详细的性质的崩溃的大质量恒星。在后一种情况下，最近在LIGO（GW 170817）的引力波观测中发现了双星中子星（NS-NS）合并，并探测到相关的电磁对应物，首次直接证明了NS-NS合并是短GRB的祖先。一般来说，所有的伽玛暴都被认为是由旋转支撑的环面的吸积或紧凑物体的快速旋转提供动力的。对于长时间的黑洞来说，母星的旋转是一个关键的特性，以支持在相对较长的活动期内的吸积，并维持黑洞本身的旋转。后者是负责喷射的相对论射流，这是由于提取的BH旋转能量，减轻吸积环和磁场的动力。然而，喷流必须突破恒星的外壳，这就对这一过程的效率提出了质疑。类似的喷射动力机制也可以在短伽玛暴中起作用，在这种情况下，它可以自由地传播通过星际介质。从旋转的黑洞发射出的喷流的能量首先主要与坡印廷磁通量有关，然后在很远的距离上转化为膨胀壳层的动能，最后转化为辐射能。
2018-05-09 astro-ph.HE
The propagation of neutrino-driven jets in Wolf-Rayet stars
我们数值研究了喷流通过旋转坍缩的沃尔夫-拉叶星的传播与详细的中央引擎物理构造的基础上中微子驱动的Bracksar模型。坍缩恒星决定了质量吸积速率、黑洞质量和自旋的演化，这些都是决定喷流光度的重要因素。我们发现，中微子驱动的喷流在快速旋转的沃尔夫-拉叶星能够突破恒星的信封，而那些在较慢的旋转祖未能射流突破由于动力不足。对于具有成功喷流爆发的祖先模型，茧中积累的动能可能高达~ 1051尔格，并且可能对余辉发射的亮度或伴随的超新星的动能（如果发生镍生产的话）做出显著贡献。我们进一步用一个简单的解析公式分析爆发后阶段，得出结论：相对论性喷流成分可以产生各向同性光度Lp（iso）~ 1052 erg/s和各向同性能量Ej（iso）~ 1054 erg的事件。我们的研究结果支持快速旋转的沃尔夫-拉叶星可能是伽玛暴的祖先的想法，而缓慢旋转的可能是低光度或失败的伽玛暴的原因。
2012-12-18 astro-ph.HE gr-qc
Asymmetric Jet launching
在电阻和粘性磁流体动力学（MHD）的模拟中，我们得到了轴向喷流发射的最内层的磁层的星盘系统。我们发现，在参数空间的一部分，连续的非对称射流，这是在相反的方向传播，发射。我们比较的传播速度和旋转的射流与最近的观测结果。
2020-06-07 astro-ph.HE
TeV-PeV Neutrinos from Low-Power Gamma-Ray Burst Jets inside Stars
我们研究了伽马射线暴和超新星的前身核内部的准直喷流中高能中微子的产生，同时考虑了准直和内部冲击。我们得到简单，有用的约束，使用经常被忽视的一点，粒子的冲击加速是无效的辐射介导的冲击。经典伽马射线暴可能太强大，无法在恒星内部产生高能中微子，这与冰立方没有探测到的情况一致。我们发现，超长伽玛暴避免这样的限制和检测TeV信号将支持巨人的祖先。对低功率伽玛暴类（包括低光度伽玛暴）的预测与冰立方可能探测到的天体物理中微子背景一致，在PeV附近光谱变陡。这些模型可以用未来的伽玛射线暴监测器进行测试。
2013-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The strongly interacting binary scenarios of the enigmatic supernova iPTF14hls
我们认为，一些情况下，神秘的超新星（SN）iPTF14hls和它的祖先需要一个强大的二元相互作用。我们研究的情况下，属性的额外功率的iPTF14hls的磁星，后期回落到中子星（NS），发射喷气机，喷出物与拱星物质（CSM）的相互作用，或一个共同的信封射流SN（CEJSN）。对于这四种情况中的每一种，我们都研究了提供额外能量的关键过程，并得出结论，必须存在一个双伴星。对于磁星的情况下，晚喷流，我们声称，一个同伴应该自旋的崩溃前的核心，在喷出物CSM的情况下，我们发现，赤道CSM的形成需要一个同伴，并在CEJSN的NS螺旋内的巨大信封的祖和发射喷气机强的二元相互作用是内置的。我们认为，这些类型的强二进制相互作用的情况下罕见的，并解释了iPTF14hls的神秘性质。我们进一步研究的过程中，可能伴随着的二元相互作用，特别是，发射的喷气机之前，期间和之后的爆炸及其观测结果。我们不考虑不同场景的困难，也不确定iPTF14hls的最佳场景。我们更关注这些场景的二元性质，这也可以解释其他罕见类型的SNe。
2019-08-05 astro-ph.HE
Long-Term Evolution of Slowly Rotating Collapsar in Special Relativistic Magnetohydrodynamics
本文给出了在伽马射线暴（GRBs）的BGSAR模型下，旋转大质量恒星坍缩的二维磁流体动力学（MHD）模拟的数值结果。在最近伽玛暴祖先演化计算的推动下，我们把重点放在较低的中心核的角动量比大多数在以前的研究中。通过进行特殊的相对论模拟，包括现实的状态方程和中微子冷却，我们遵循一个前所未有的长期演化的缓慢旋转的Eksars的$\sim$ 10 s，伴随着形成的喷流和吸积盘。我们的结果表明，对于GRB祖星作为类星体，存在一个临界的初始角动量，低于该角动量，物质被迅速吞噬到中心物体，没有吸积盘形成，也没有MHD流出。当大于该准则时，我们发现MHD射流的发射有以下两种方式。对于初始磁场较强的模型，吸积盘内部放大的磁压可以驱动MHD外流，使强磁爆炸形成“磁塔”（II型）。对于初始磁场较弱的模型，磁塔首先失速，随后的MHD流出是由一些最终的吸积物质从赤道流入极地地区（I型）产生的。无论是I型还是II型，喷流都只能达到中等的相对论速度，爆炸能量小于$10^{49} \erg$，这可能与X射线闪光有关。由于盘内中微子的高不透明度，我们发现$ν_e$和$\barν_e$的光度变得几乎相当，这有利于使能量沉积率更大。
2009-08-27 astro-ph.HE
Three-Dimensional Magnetohydrodynamic Simulations of the Crab Nebula
在本文中，我们给出了第一个3D相对论磁流体动力学（MHD）模拟脉冲星风星云（PWN）的详细说明，最适合的蟹状星云的参数。为了阐明3D模型特有的新功能，还进行了参考2D模拟。与以前的二维模拟相比，我们认为脉冲星风具有更强的磁化强度，高达σ=3，并更准确地解释了这些风的条纹区中的预期磁耗散。虽然三维模型保留了分离后终止激波流到赤道和极地组件，其相对强度和意义不同。而高度磁化的2D模型产生高度相干和良好准直的极性射流能够有效地“钻孔”通过超新星壳，在相应的3D模型的射流被破坏的扭结模式电流驱动的不稳定性和“溶解”到PWN的主体后，传播几个冲击半径。我们的研究结果表明，相反的期望的基础上的一维解析和半解析模型，我们的数值解与高度磁化脉冲星风仍然产生终止冲击的半径从观测中推导出的。我们提出了偏振同步辐射地图构建的三维模拟，显示与哈勃和钱德拉观察到的形态特征的财富，可以很好地再现与3D-MHD模型。
2013-10-09 astro-ph.HE
Internal Structure of the Jets from Young Stars Simulated at Plasma Focus Facilities
多年来，在等离子体聚焦设施上对年轻恒星的喷流进行了实验室模拟，从而可以详细研究喷流与周围等离子体相互作用期间出现的活动区域的内部结构。我们发现了一类新的广泛的理想磁流体动力学方程的解决方案，描述了封闭的轴对称的固定流动，显然是实现在活动区。这样的流动被证明是很好地再现在实验室模拟的天体物理射流中观察到的等离子体结构的内部结构。
2020-09-25 astro-ph.HE
Evolution of jets driven by relativistic radiation hydrodynamics as Long and Low Luminosity GRBs
我们提出了三维数值模拟的喷流建模与相对论辐射流体动力学（RRH），演变跨越两个环境：i）分层的周围介质和ii）16 TI祖模型。我们认为不透明度与流体和辐射之间的各种相互作用过程一致，特别是自由-自由、束缚-自由、束缚-束缚和电子散射。我们探讨了各种初始条件，不同的辐射能量密度的光束在流体力学和辐射压力为主的情况下，只考虑超相对论射流。为了研究辐射场对射流演化的影响，我们将我们的结果与纯流体动力学射流进行了比较。通过比较RRH驱动的射流，发现辐射压力主导的射流传播速度略快于气压主导的射流。最后，我们构建了与所有这些情况相关的亮度光变曲线（LC）。LC的建设使用的辐射场的通量，这是完全耦合到流体动力学方程的演变过程中。在分层介质中传播的喷流的主要特征是，LCs与典型长伽马射线暴的伽玛射线光度$10^{50}-10^{54}$ erg/s在同一数量级，辐射温度与气体温度相差近一个数量级。从祖先星模型中爆发的喷流的性质是，LC的数量级为低光度GRB $10^{46}-10^{49}$ erg/s，在这种情况下，气体和辐射温度之间的差异是4个数量级，这是一个远离热平衡的情况。
2018-07-23 astro-ph.HE
A 3D Simulation of a Neutrino-Driven Supernova Explosion Aided By Convection and Magnetic Fields
我们研究的影响，一个小规模的发电机在核心坍缩超新星使用的3D中微子磁流体动力学模拟的$15 M_\odot$祖。弱种子场放大指数的增益区一旦中微子驱动的对流发展，并保持主导的小尺度结构。关于反弹后的$250\, \mathrm{ms}$，增益区的场能量达到动力学均分的$\mathord{\sim} 50\%$。这支持了中微子驱动的爆炸与适度的全球各向异性的发展，这不会发生在相应的模型没有磁场。我们的研究结果表明，磁场可能在中微子驱动的超新星中发挥有益的辅助作用，即使没有快速的祖旋转。需要进一步研究超新星核心中磁流体动力学湍流的性质。
2020-08-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Jet-driven active galactic nucleus feedback in galaxy formation before black hole formation
我们提出了一个方案，在星系形成的活动星系核（AGN）的反馈机制开始之前形成的超大质量黑洞（SMBH）。SMBH的超大质量恒星（SMS）祖先在生长和发射喷流时吸积质量。我们模拟了小卫星的演化过程，结果表明小卫星从其表面的逃逸速度约为10^3 km/s，具有很大的不确定性。我们不能收敛的参数的进化数值代码MESA解决SMS进化的不确定性。在假设喷流携带SMS质量的10%的情况下，我们证明了喷流中的能量是星系/凸起中气体结合能的很大一部分。因此，SMBH的SMS祖先发射的喷流携带了足够的能量，可以与星系/凸起的内部区域的气体建立反馈循环，从而确定了恒星总质量和SMS质量之间的关系。当SMS坍缩形成中心的SMBH时，新生的SMBH质量和星系/核球的恒星质量之间已经存在关系（相关性）。在SMBH的形成过程中，它迅速地从坍缩的SMS中吸积质量，并发射出非常高能的喷流，这可能会使星系/凸起中的大部分气体脱离束缚。
2020-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Properties of Trans-fast Magnetosonic Jets in Black Hole Magnetospheres
从强引力区到渐近平坦时空区的相对论喷流在距离上跨越几个数量级，被认为是由几个广义相对论磁流体动力学（GRMHD）过程组成。我们提出了一个半解析的方法来模拟一个跨快磁声相对论性喷流的全球结构，这应该是从一个等离子体源附近的黑洞在一个漏斗区域封闭的密集吸积流和周围的黑洞盘冠。我们的模型始终包括流入和流出部分的GRMHD解决方案沿磁场线穿透黑洞地平线。当黑洞的转动能被负能GRMHD流入电磁提取后，巨大的电磁能流穿过等离子体源从流入区传播到流出区，在流出区电磁能转化为流体的动能。最终，加速的外流必须超过快磁声波的速度。我们应用半解析的trans-fast magnetosonic流模型的黑洞磁层的抛物线和分裂的磁场配置，并讨论了一般的流动性质，即喷流加速，喷流磁化，和黑洞磁层的一些特征表面的位置。我们已经证实，在大的距离，GRMHD喷流解决方案是在良好的协议与以前已知的跨快速特殊相对论磁流体动力学（SRMHD）喷流特性，如预期的。该模型的灵活性提供了一个快速和启发式的方法来近似全球GRMHD跨快磁声喷流的属性。
2020-02-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Common envelope jets supernova (CEJSN) impostors resulting from a neutron star companion
我们提出了一种新的类型的重复瞬态爆发所引发的中子星（NS）进入信封的一个演化的大质量恒星，吸积信封材料，随后发射与周围环境相互作用的喷流。这种相互作用的结果要么是一个快速膨胀的主要恒星由于其核心的不稳定性接近年底的核演化，或由于一个动力学过程，迅速带来的NS到主要的恒星。尽管不是超新星，但喷出物的速度可以达到10，000 km/s，这可能解释了SN 2009 ip的发光蓝色变星祖先在2011年爆发的速度。典型的瞬态持续时间和动能分别为数周至数月，以及高达约1foe。NS与巨包层的相互作用可能是大多数NS-NS双星系统的祖先演化的一个阶段，后来经历了合并事件。如果NS一直螺旋到主恒星的核心，并使其完全分裂，我们称之为“共同包层喷流超新星”（CEJSN），这是对奇特超新星iPTF 14 hls的一种可能解释。对于NS与包络的有限相互作用，我们得到一个不太明亮的瞬态，我们称之为CEJSN冒名顶替者。
2018-11-06 astro-ph.HE
GRMHD Simulations and Modeling for Jet Formation and Acceleration Region in AGNs
相对论射流是具有相对论速度的准直等离子体流出。涉及相对论喷流的天体是一个系统，包括一个致密物体，如黑洞，被旋转的吸积流包围，在中心致密物体附近产生相对论喷流。解释相对论喷流起源的最被接受的模型涉及磁流体动力学（MHD）过程。在过去的几十年里，许多广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序已经被开发出来，并被应用于模拟各种条件下的相对论性喷流形成。这篇简短的评论概述了GRMHD模拟在产生相对论喷流及其观测建模方面的最新进展。
2022-01-29 astro-ph.HE
Collimated jets from the first core
我们已经进行了平滑粒子磁流体动力学（SPMHD）模拟演示生产准直喷流在崩溃的1太阳质量的分子云核心，形成低质量恒星形成的“第一流体静力学核心”。最近观测到了一些候选的第一个核心物体，包括L1448 IRS 2 E、L1451-mm和Per Bolo 58，尽管尚不清楚这些是第一个流体静力学核心。特别是最近对Per Bolo 58的观测似乎显示出准直的双极流出，这与以前的理论预期不一致。我们表明，低质量的第一个核心确实可以产生紧密准直喷流（开口角<~ 10度），速度为~2-7 km/s，与一些观察到的候选者一致。我们还首次证明了这种现象可以在SPMHD模拟中成功捕获。
2012-03-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Magnetically Choked Accretion Flows around Black Holes
有序磁场的存在对黑洞吸积流和喷流产生了定性的影响。我们研究了全三维全球广义相对论磁流体动力学（MHD）模拟的径向扩展和厚（高度$H$圆柱半径$R$比$|H/R|\sim 0.2--1$）吸积流周围的BH与各种无量纲自旋（$a/M$，BH质量$M$）和初始toroidally-dominated（$ϕ$定向）和poloidally-dominated（$R-z$定向）磁场。首先，对于环向场模型和具有足够高的$|a/M|$的黑洞，相干的大尺度（即$\gg H$）偶极向磁通补丁出现，穿过黑洞，并产生瞬态相对论喷流。其次，对于极向场模型，极向磁通量很容易通过磁盘从大半径吸积，并建立一个自然的饱和点附近的BH。对于足够高的$|a/M|$或足够低的$|H/R|$，极性磁场将流入压缩成几何上薄的高度非轴对称的“磁扼吸积流”（MCAF），在该磁扼吸积流内，标准的线性磁旋转不稳定性被抑制。在大部分视界上的高磁化状态的条件是最佳的布兰德福德-Znajek机制，产生持久的相对论性喷流与$\gtrsim 100$ %效率为$|a/M|\gtrsim 0.9$。在压缩入流和膨胀喷流磁层之间形成了一个Rayleigh-Taylor和Kelvin-Helmholtz磁层不稳定界面，驱动了一种新的喷流-圆盘准周期振荡（JD-QPO）机制.对于具有相干质量因子$Q\gtrsim 10$的$a/M\sim 0.9$，…
2012-05-29 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Jets in Core Collapse Supernovae
经过几十年的广泛研究，核心坍缩超新星（CCSNe）的驱动机制仍然不清楚。一个常见的机制是中微子驱动的外流，但其他人已经提出。其中，一个长期存在的观点是，喷流在SN爆炸中起着重要作用。伴随着罕见而强大的CCSNe的伽马射线暴（GRB），有时被称为“超新星”，为喷流活动提供了明确的证据。相对论性伽玛射线暴喷流在恒星的外壳上打了一个洞，并在远离原始恒星的地方产生了观测到的伽玛射线。虽然超新星和喷流共存于长伽玛暴中，但驱动超新星和喷流的机制之间的关系尚不清楚。同样不清楚的是罕见的超新星和更常见的CCSNe之间的关系。在这里，我们{目前的观测证据表明}，阻塞喷流是活跃的CCSNe类型，不与伽玛暴。一个被阻塞的喷射流把所有的能量都储存在一个茧里。茧最终从恒星中破裂，以非常高的速度释放出高能物质，但速度低于相对论。这种快速移动的物质具有独特的特征，可以在早期SN光谱中检测到。我们在几个CCSNe中找到了这种签名的明确证据，所有这些都涉及在爆炸前失去了全部或大部分氢包层的祖先。这些包括CCSNe，它不包含GRB或任何其他相对论流出。我们的研究结果表明，在不同类型的CCSNe中，中央引擎活动是连续的，并呼吁重新思考常规CCSNe的爆发机制
2017-06-02 astro-ph.HE
Numerical simulations of jet launching and breakout from collapsars
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Departamento de Matematica da Universidade de Aveiro（阿威罗大学数学系）；Centre for Research and Development in Mathematics and Applications (CIDMA)（数学及其应用研究与发展中心）
本文通过轴对称GRMHD模拟研究了喷流从黑洞视界到恒星表面的形成过程，发现强磁场所驱动的喷流在传播中能量转化为热能和动能，喷流突破时间与亮度范围被确定。
2026-03-18 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
On the existence of a luminosity threshold of GRB jets in massive stars
受$γ$射线暴与高能超新星爆炸的关联性的启发，我们研究了相对论性喷流在母星内部的传播，在喷流开始传播之前，可能会短暂地发射出一个SN激波。基于分析的考虑和验证了一套广泛的二维轴对称相对论流体动力学模拟，我们已经估计了一个阈值的内在射流光度，$L_{\rm j}^{\rm thr}$，成功地发射喷气。这个阈值取决于祖先的结构，因此，它对它的质量和金属性是敏感的。对于宇宙学长伽玛暴的原型宿主，一颗35 $\,M_{\odot}$的低金属丰度恒星，它是$L_{\rm j}^{\rm thr} \simeq 1.35\times 10^{49}\,$ erg $\,$ s $^{-1}$。观测到的等效各向同性$γ$射线光度$L_{\rm γ,iso,BO} \simeq 4 ε_γL_{\rm j} θ_{\rm BO}^{-2}$主要取决于爆发后的喷流张开角$θ_{\rm BO}$和将本征喷流光度转换成$γ$辐射的效率$ε_γ$ .高能喷流可以产生低光度事件，如果它们的爆发后的张开角是大的，这是在我们的模型中发现的，或者如果动能和内能到辐射的转换效率足够低。除了这个理论分析，我们展示了如何存在的SN冲击波可能会降低这个亮度阈值的数值模拟。我们预见到，在亮度阈值附近产生的喷流释放的高能瞬变将更类似于11GRB或XRF而不是GRB。
2018-01-18 astro-ph.HE
The Properties of Short gamma-ray burst Jets Triggered by neutron star mergers
最流行的短伽马射线暴（sGRB）模型涉及到双中子星的合并。由于前身星实际上是隐藏在视线之外的，我们必须考虑在什么情况下这样的合并系统能够产生成功的sGRB。合并后不久，风从合并残余物中发射出来。在本文中，我们使用现实的风廓线来自全球合并模拟，以研究sGRB喷流与这些风的相互作用，使用数值模拟。我们分析的条件，这些轴对称风允许相对论射流突破，并产生sGRB。我们发现，只有当它们的半张角低于~20°时，亮度与sGRB中观察到的亮度相当的喷流才是成功的。这种喷流准直机制导致一个简单的物理解释的亮度和开放角度推断sGRB。如果观测到宽而低光度的喷流，它们可能预示着另一种起源途径，例如中子星与黑洞的合并。我们还使用所观察到的sGRB的持续时间来限制风相的寿命，这是由射流爆发所需的时间决定的。在所有情况下，我们发现，推导出的限制反对完全稳定的残余物的二元中子星合并，产生sGRB。
2016-09-15 astro-ph.HE gr-qc
A new method for extending solutions to the self-similar relativistic magnetohydrodynamics equations for black hole outflows
磁场在发射/校准许多天体的外流方面发挥关键作用的范例继续得到支持。然而，半解析模型，包括磁场的动力学和形态的射流的效果仍然失踪，由于内在的困难，在整合的方程描述了一个准直，相对论性流在重力的存在。到目前为止，由于方程的高度非线性特征以及盲目寻找奇点的需要，只有很少的解被找到。这些数值问题妨碍了对参数空间的充分探索。我们提出了一个新的积分方案来解决r-自相似，固定，轴对称磁流体动力学方程描述准直，相对论性的流出顺利穿越所有的奇点（阿尔芬点和修改慢/快点）。这是第一次，我们能够整合从磁盘中平面的下游修改快点。我们讨论了一个合奏的喷流解决方案，强调的趋势和功能，可以比较可观的。我们提出，第一次与半解析MHD模型，解决方案显示其程度的相当一部分的射流的反旋转。我们发现不同的喷流配置与散装洛伦兹因子高达10和潜在的网站之间的$10^3-10^7$引力半径的recallimation。这种量区间的扩展覆盖范围，例如底部的磁-热能比或再结晶区域的高度/宽度，使我们的解决方案适用于喷射的许多不同系统。
2017-10-03 astro-ph.HE
Three-dimensional Relativistic MHD Simulations of Active Galactic Nuclei Jets: Magnetic Kink Instability and Fanaroff-Riley Dichotomy
活动星系核喷流在周围介质中的能量沉积可以影响星系形成和演化、星系团中心气流的冷却以及超大质量黑洞的生长。然而，耦合射流功率的周围介质和确定射流形态的过程知之甚少。例如，有没有著名的Fanaroff-Riley（FR）形态二分法的射流，与FRI喷流更短，更不稳定比FRII喷流的原因达成一致。我们进行全球三维磁流体动力学模拟的相对论射流传播通过周围介质。我们发现，银河系核心的平坦密度分布减缓和准直的喷流，使他们容易受到三维磁扭结不稳定性。我们得到一个临界功率，这取决于星系核心的质量和半径，低于该射流成为扭结不稳定的核心内，失速，并充满相对热等离子体膨胀腔。高于临界功率的射流稳定地逃离核心并形成强大的回流。因此，扭结不稳定性控制射流形态，并可能导致FR二分法。模型预测的临界功率对星系光学光度的依赖关系与观测结果吻合得很好。
2016-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Parabolic Jet Structure in M87 as a Magnetohydrodynamic Nozzle
从亚毫角秒到角秒尺度的M87喷流的结构和动力学连续检查。我们分析了在43和86 GHz的VLBA档案数据，以测量VLBI核心的大小。毫米/亚毫米VLBI核心被认为是最里面的喷流发射，这是最初由Blandford和Königl提出的。这些组件相当遵循外推抛物线流线在我们以前的研究，使喷流有一个单一的幂律结构，近5个数量级的距离从附近的超大质量黑洞（SMBH），小于10史瓦西半径（$r_{\rm s}$）。我们进一步检查的射流抛物面结构作为磁流体动力学（MHD）喷嘴的对应物，以确定批量加速的属性。我们解释说，抛物线射流由坡印廷通量占主导地位的流量，由大振幅，非线性扭转阿尔文波。本文研究了抛物型非相对论磁流体喷管方程。跨快磁音速流的性质类似于帕克流体动力学太阳风的跨音速解;在$\sim 10^{3}\,r_{\rm s}$附近，喷流变得超逃逸和超快磁音速，而上游跨阿尔夫维尼克流的速度在$\sim 10^{2}$ - $10^{3}\, r_{\rm s}$处作为距离的函数线性增加。我们在这里指出，这是在天体物理喷流中识别这些特征的第一个证据。我们建议，M87喷流是磁加速，但热限制的分层ISM内的重力影响的SMBH潜在的领域，这可能是一个规范的AGN喷流。
2013-08-06 astro-ph.HE
Jet formation in post-AGB binaries: Confronting cold magnetohydrodynamic disc wind wind models with observations
本文用冷自相似MHD盘风模型拟合五个后AGB双星的喷流观测，约束吸积盘参数，发现可解释多数Balmer alpha特征但仍有系统差异。
2024-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-messenger emission from choked jets in collapsar
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；INAF Padova（帕多瓦国家天体物理研究所）；INAF Arcetri（阿切特里国家天体物理研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）；INFN Roma（罗马国家核物理研究所）
研究塌陷星体中受阻喷流的等离子体物理，通过相对论非电阻磁流体动力学模拟，确定喷流受阻参数空间，并量化强冲击波中带电粒子的加速率和效率，探讨其作为高能中微子和电磁暂现源的潜力。
2026-04-29 astro-ph.HE hep-th
Test particles in relativistic resistive magnetohydrodynamics
黑洞吸积程序（BHAC）最近得到了扩展，能够根据电阻性相对论磁流体力学模拟中的洛伦兹力演化带电测试粒子。我们应用这种方法来发展粒子的重连电流片，形成由于合并的两个磁通量管在二维闵可夫斯基时空。这是第一次在电阻相对论磁流体力学模拟带电测试粒子的演变分析。100.000电子的合奏的能量分布进行了分析，以及粒子的加速在等离子体团中形成的重连层。的Lundquist数，磁化强度，和等离子体- $β$粒子能量分布的影响进行了探讨的范围内的天体物理学相关参数。我们发现，在所有情况下，电子加速到非热能的薄电流片。我们发现两个独立的加速制度：指数增加的洛伦兹因子在岛合并的加速度线性依赖于电阻率和高变异性的非线性阶段。这些结果对于确定黑洞吸积盘和喷流的能量分布和加速位置，以及在大尺度磁流体力学模拟中获得辐射图具有重要意义。
2019-02-06 astro-ph.HE
General Relativistic Modeling of Magnetized Jets from Accreting Black Holes
广义相对论磁流体动力学模型的最新进展提供了前所未有的洞察力吸积黑洞的内部运作，动力的喷流在活动星系核（AGN）和其他吸积系统。我将介绍最近的研究结果，确定喷流功率的自旋依赖性，并讨论了活动星系核无线电大声/安静的二分法和最近的观察，在一些活动星系核的高喷流功率的影响。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Pulsar wind nebulae of runaway massive stars
大质量恒星中有相当一部分在星系的星际介质中高速运动。在它们作为核心坍缩超新星死亡后，一个可能的最终演化状态是一颗快速旋转的磁化中子星，将其星周介质塑造成脉冲星风星云。要了解脉冲星风星云的性质，就需要了解其大质量祖先的演化历史。使用2.5D磁流体动力学模拟，我们表明，在失控的高质量红超巨星超新星祖先的背景下，其随后的脉冲星风星云的形态受到强烈的影响，风的已不复存在的祖星preshaping恒星周围的整个过去的生活。特别是，被遮蔽的失控大质量恒星的脉冲星风星云海港的不对称功能的形态的祖先风吹腔，诱导投影不对称向上向下同步辐射。
2022-06-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation and collimation of relativistic MHD jets - simulations and radio maps
我们目前的结果磁流体动力学（MHD）模拟射流的形成和传播，讨论了各种天体物理设置。在第一种方法中，我们考虑相对论MHD射流形成的模拟，考虑从开普勒盘的表面发射的射流，数值演示-第一次-相对论MHD射流的自准直能力。我们获得了高达约10的洛伦兹因子，同时获得了约1度的高度准直。然后，我们提出的同步辐射图计算的内在射流结构来自MHD射流形成模拟。最后，我们提出了（非相对论）MHD模拟射流发射，治疗吸积和喷射之间的过渡。这些设置包括一个物理磁扩散率，这是必不可少的加载吸积材料上流出。我们发现流出物中有相对较高的质量通量，约为吸积率的20- 40%。
2013-12-20 astro-ph.HE
Exploring the Properties of Choked Gamma-Ray Bursts with IceCube's High Energy Neutrinos
长持续时间的伽马射线暴（GRB）通常被认为是某些核心坍缩超新星（CCSN）前身星的自然演化。然而，与天体物理喷流及其性质有关的CCSNe的比例仍然受到很大的限制。虽然CCSN中任何成功的天体物理喷流都应该产生高能中微子，但光子可能只能成功逃离恒星包层的一小部分，可能导致高光度，低光度和非电磁明亮（“窒息”）的GRB的存在。通过假设CCSN-GRB连接，我们精确地模拟了内激波GRB模型中的射流物理，并假设GRB参数的标度关系取决于洛伦兹助推因子$Γ$。冰立方高能量中微子通量，然后作为上限的中微子背景的电磁明亮和扼流伽玛暴约束喷流和祖属性。目前的冰立方数据集与所有CCSNe的天体物理喷流兼容，最多可达$1\%$。有趣的是，这些喷射主要是被阻塞的。我们的研究结果表明，中微子可以成为爆发物理学的强大探针，并可以提供CCSN-GRB连接的主要见解。
2018-03-03 astro-ph.HE hep-ph
