General Relativistic MHD Jets
磁场将旋转黑洞的周围环境连接到很远的距离，似乎是发射相对论喷流的最有希望的机制，这一想法首先由Blandford和Znajek在20世纪70年代中期提出。为了理解这个过程，我们提供了一个简要的介绍动力学和电磁学在时空附近的黑洞。然后，我们提出了一个简单的总结经典的Blandford-Znajek机制及其概念基础。最近，它已经成为可能，研究这些影响，更详细地使用数值模拟。在讨论了哪些方面的问题可以很好地处理的数值方法，哪些方面仍然超出了这些方法的掌握，我们总结了他们的结果。模拟已经证实，类似于经典的Blandford-Znajek机制的过程可以发射强大的电磁主导的喷流，并显示了喷流亮度如何与黑洞自旋和并发吸积率相关。然而，他们还表明，喷流的亮度和可变性可以强烈地依赖于磁场的几何形状。最后，我们将讨论几个重要的未决问题。
2009-09-14 astro-ph.HE
Synchrotron radiation of self-collimating relativistic MHD jets
本文的目的是从具有大尺度螺旋磁场的准直相对论磁流体动力学（MHD）射流的最新模拟模型中获得同步辐射的特征。我们用PLUTO程序对喷流加速区进行了轴对称的狭义相对论MHD模拟。计算域从磁盘的慢磁声发射表面延伸到6000 ^2史瓦西半径，允许达到高度相对论性的洛伦兹因子。坡印亭主导的盘风发展成洛伦兹因子为8的射流，并准直到1度。除了磁盘喷流，我们进化出一个热驱动的脊柱喷流，从一个假设的黑洞日冕。通过求解线偏振同步辐射在喷流中的输运，我们直接从Stokes参数导出了VLBI射电和（亚）毫米诊断，如核位移、偏振结构、强度图、光谱和法拉第旋转测度（RM）。我们还研究了依赖于光束分辨率和观测频率的退偏振和可探测性。我们发现非单调的内在RM配置文件，可以检测到在100史瓦西半径的分辨率。在我们的准直射流几何结构中，偏振方向上的严格双模态（如Pariev等人所预测的）。是可以规避的。由于相对论像差的存在，喷流中偏振矢量的不对称性可以暗示中心发动机的旋转方向。
2011-05-21 astro-ph.HE
Numerical simulations of MHD jets from Keplerian accretion disks I-Recollimation shocks
目的。我们希望在开普勒吸积盘的磁驱动稳态喷流的喷流模拟和分析研究之间建立牢固的联系。特别是，后者已经预测了由于主导环向应力而存在的回缩冲击，到目前为止，在平台模拟中从未观察到。方法.我们使用PLUTO代码对非相对论性喷流进行了一组轴对称MHD模拟。模拟旨在重现分析研究中通常预期的边界条件。我们改变两个参数：磁通量径向指数$α$和射流质量负载$κ$。为了达到巨大的前所未有的空间尺度所暗示的分析解决方案，一种新的方法，允许提高时间的演变已被使用。结果我们证实了存在的站立的reflimation冲击在大的距离，定性行为与质量负载$κ$在自相似的研究。这些激波很弱，对应于中等高的快磁声流中的斜激波。从椎间盘发出的喷射流聚焦到轴向内棘，这是连接到中央物体的流出物。这个脊柱的存在下，射流渐近有很强的影响。结论.内部平流激波可能产生可观察到的特征，如增强的排放和流动旋转速率的降低。然而，必须进行更真实的模拟，例如完全三维的模拟，以便研究非轴对称不稳定性，并且仅从盘中有限区域喷射，以便验证这些MHD再准直冲击及其性质是否被维持。
2022-10-26 astro-ph.HE
MHD Effects on Pulsed YSO Jets. I. 2.5-D Simulations
在本文中，我们探讨了辐射轴对称MHD喷流的动力学在高分辨率下使用AMR方法。这项研究的目标是确定这种射流的动力学和排放特性。为此，我们已经实现了微观物理使我们能够产生合成地图的H $α$和[S II]。射流通过随时间变化的喷射速度以正弦方式或随机方式脉动，这导致了如在先前的模拟中所看到的复杂的内部冲击和稀疏结构。我们的模拟的高分辨率使我们能够非常详细地探索收缩力（由于射流的环形磁场）在脉冲相互作用的“工作表面”内的效果。我们映射的强H $α$发射标记冲击前和强大的[S II]发射内部冷却区域后面的冲击与高分辨率图像的射流观察。我们发现，捏力在较强的字段的情况下产生额外的发射区域沿轴相比，纯粹的流体动力学运行。这些模拟是了解辐射MHD射流的完整三维发射特性的第一步。
2014-12-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Parsec-scale Faraday Rotation Measures from General Relativistic MHD Simulations of Active Galactic Nuclei Jets
这是第一次有可能将全球三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）喷流形成模拟直接与活动星系核（AGN）喷流pc尺度结构的超长基线干涉多频偏振观测进行比较。与需要对非热电子进行事后建模的喷流发射不同，法拉第旋转测量（RM）主要取决于模拟量，因此提供了一种鲁棒的方式来对抗模拟与观测。我们计算RM分布的3D全球GRMHD射流形成模拟，我们探讨模型和观测参数的依赖关系，强调签名的结构通用的MHD射流理论。通过典型的参数，我们发现可以重现观测到的震级和活动星系核喷流RM中发现的许多结构，包括横向RM梯度的存在。在我们的模拟中，RM是在射流本身的平滑延伸内产生的，包含有序的环形主导磁场。这导致在一个特定的双边形态，是不太可能出现由于法拉第旋转在遥远的前景云。然而，关键的努力，以探测法拉第屏幕将解决横向喷流结构。因此，无线电核心的RM可能不是旋转介质的属性的可靠指标。最后，我们能够约束喷流的粒子含量，发现在pc尺度AGN喷流是电磁主导的，大约2%的同向能量在非热轻子和重子少得多。
2010-06-25 astro-ph.HE
Linking accretion flow and particle acceleration in jets - II. Self-similar jet models with full relativistic MHD gravitational mass
我们提出了一个新的，半解析的形式主义模型的加速和准直的相对论性射流在引力势。引力能量密度包括动能、热能和电磁质量的贡献。从非常接近黑洞到引力不重要的区域，整个积分过程中的解都接近于自相似。磁力线与非常接近中心物体的条件相联系，最终过度准直，可能导致准直激波。这种准直冲击波可以提供扩散冲击波加速的条件，导致所观察到的电子布居数与幂律能量分布的射流。我们提供的推导，详细的分析的解决方案，并描述的影响的参数上的解决方案的属性，如洛伦兹因子和位置的准直冲击。我们还讨论了偏离自相似性。通过比较新的引力项和以前工作中由非相对论形式得到的引力项，我们证明了它们在非相对论极限下是等价的。这种等效性表明，在这项工作中采取的方法是有效的，并允许我们评论其局限性。
2013-11-21 astro-ph.HE
On the opening angle of magnetised jets from neutron-star mergers: the case of GRB170817A
对GW 170817/GRB 170817 A的观测证实了中子星双星的合并是短伽马射线暴的起源。在短伽马射线暴的标准图像中，一个准直的高度相对论性的外流在合并后被发射出来，它成功地从周围的喷射物质中爆发出来。利用数值相对论的二进制中子星合并模拟启发的初始条件，我们进行了广义相对论流体动力学（HD）和磁流体动力学（MHD）模拟中的射流发射和传播自洽。模拟结果表明：（i）MHD喷流具有内禀能量和速度极结构，其"空心“对向角为$θ_{\rm core}\approx4^{\circ}-5^{\circ}$，张开角为$θ_{\rm jet}\gtrsim10^{\circ}$ ;（ii）MHD喷流喷射出大量物质，比HD喷流多两个数量级;（iii）MHD喷流中的能量分层自然产生幂律能量标度$E(>Γβ)\propto(Γβ)^{-4.5}$ ;（iv）MHD喷流对GRB 170817 A的余辉数据的拟合比HD喷流的更好，而且没有自由参数;（v）最后，两个最佳拟合的HD/MHD模型都给出了GRB 170817 A的观测角$θ_{\rm obs} \simeq 21^{\circ}$。
2020-03-07 astro-ph.HE gr-qc
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. II. A dynamo tensor defined by the disk Coriolis number
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的，强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。在这里，我们解决的问题，如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。我们继续我们的工作，从文件I（Mattia & Fendt 2020 a），考虑一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$ -发电机的背景下，大规模磁盘喷流模拟。我们现在研究一个圆盘发电机，它遵循平均场发电机理论的解析解，基本上只基于一个参数，科里奥利数。因此，我们确认的发电机张量的各向异性作用在吸积盘，允许相关的电阻率和平均场发电机盘湍流。我们的新模型恢复了以前的模拟应用一个纯粹的径向初始字段，同时允许一个更稳定的演变与垂直分量的种子字段。我们还提出了磁盘发电机系数的强度和动力学参数的喷气发动机之间的相关性，并讨论了它们的影响所观察到的喷流量。
2020-08-03 astro-ph.HE
Accelerating AGN jets to parsec scales using general relativistic MHD simulations
吸积的黑洞会产生平行的外流，或喷流，它们在距离上跨越许多数量级，加速到相对论速度，并准直成紧密的张开角。其中，也许最不了解的是射流准直由于与周围介质的相互作用。为了研究这种相互作用，我们进行了轴对称的广义相对论磁流体动力学模拟射流产生的大型吸积盘，跨越5个数量级的时间和距离，在一个前所未有的分辨率。在这样一个圆盘的支持下，喷流获得了类似于M87星系喷流的抛物线形状，并且洛伦兹因子和喷流半张角的乘积$γθ\ll 1$类似于从活动星系核（AGN）喷流的甚长基线干涉测量（VLBI）观测中发现的值;这表明活动星系核中存在着扩展的圆盘。我们发现，喷流和周围介质之间的相互作用导致发展的捏不稳定性，产生显着的径向和横向的变化，通过将磁和动能转化为热量的整个射流。因此，射流中的收缩区域可以被检测为辐射热点，并且可以为粒子加速提供理想的位置。箍缩也会导致气体从周围的介质成为之间的磁场线在喷流压缩，导致增强的质量加载的喷流和潜在的贡献的脊鞘结构中观察到的活动星系核流出。
2019-05-09 astro-ph.HE
GR-MHD disk winds and jets from black holes and resistive accretion disks
我们对薄吸积盘的外流进行了GR-MHD模拟。在非相对论的情况下，电阻率是盘风的质量负载所必需的。我们在理想的GR-MHD代码HARM 3D中实现了电阻率，扩展了以前的工作（Qian等人，2017，2018），用于更大的物理网格，更高的空间分辨率和更长的模拟时间。我们考虑一个最初薄，电阻盘围绕黑洞，由一个大规模的磁通量线程。随着系统的演化，外流从黑洞磁层和磁盘表面发射。我们主要关注盘流出，研究它们的MHD结构和能量输出，并与坡印廷主导的黑洞喷流进行比较。盘风包含两个组成部分--一个由环形磁场主导的快速组成部分和一个由极向场主导的较慢组成部分。盘风从亚阿尔夫文速度过渡到超阿尔夫文速度，达到速度$\simeq 0.1c$。我们提供了不同的自旋参数和电阻率水平的参数研究，并测量各自的质量和能量通量。更高的旋转加强了沿内部急流的$B_ϕ$主导的盘风。我们解开一个临界电阻率水平，导致最大的物质和能量输出两者，从重新连接和扩散之间的相互作用，这在组合管理的磁通量和质量负载。对于反向旋转的黑洞，流出结构显示出磁场反转。我们估计最内部的吸积流和它周围的外流结构的不透明度。这个流可能是临界不透明的透镜信号，而轴向喷流漏斗保持光学薄。
2019-07-24 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
Particles in Relativistic MHD Jets II: Bridging Jet Dynamics with Multi-waveband Non-Thermal Emission Signatures
本研究通过三维相对论MHD模拟结合拉格朗日粒子加速与冷却模型，揭示了AGN喷流激波结构如何形成局部辐射结并导致变化，发现进动喷流辐射最强且电子持续再加速是维持大尺度喷流辐射的关键。
2024-09-24 astro-ph.HE
Hybrid Black Hole and Disk-Driven Jets: Steady Axisymmetric Ideal MHD Modeling
Peking University（北京大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大凌波研究院）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Ningbo University（宁波大学）
本文提出一种混合喷流模型，结合黑洞和盘驱动机制，通过理想磁流体动力学分析揭示喷流界面处的速度剪切和密度跃变现象。
2026-02-08 astro-ph.HE gr-qc
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. I. Validation and application of selected dynamo tensorial components
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的，强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。喷流发射磁场的来源是吸积-抛射过程模拟中的一个悬而未决的问题。在这里，我们解决的问题，如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。应用PLUTO程序，我们提出了第一个电阻MHD模拟喷射发射包括一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$发电机在大规模磁盘射流模拟的背景下。从本质上讲，我们发现$α_ϕ$ -发电机组件确定的极向磁场，这是严格相关的磁盘磁化的放大（并且，因此，影响喷射速度、质量和准直），而$α_R$和$α_θ$ -发电机组件触发在盘中形成多个反对齐的磁环，对盘-喷射系统的稳定性和动力学具有强烈的影响。特别地，这样的环触发发电机低效区的形成，其特征在于弱磁场，因此磁扩散率的值较低。发电机低效区的形成对射流质量、速度和准直性有很大的影响。此外，当与种子磁场的非径向分量相互作用时，$α$发电机的$θ$分量起关键作用。我们还提出了磁盘玩具发电机系数的强度和发动机的动力学参数之间的相关性。
2020-07-30 astro-ph.HE
Particle acceleration by magnetic reconnection in relativistic jets: the transition from small to large scales
本研究通过MHD-PIC模拟证实，相对论喷流中湍流驱动的磁重联能在各尺度通过背景涨落理想电场将粒子加速至极端超高能，且背景磁场动态变化不影响加速过程。
2023-06-12 astro-ph.HE
High Resolution 3D Relativistic MHD Simulations of Jets
相对论磁化喷流是活动星系核和其他天体物理环境中的关键元素。它们的结构和演化涉及复杂的非线性物理，只能通过数值研究来接近。尽管如此，由于一些具有挑战性的计算方面，只有少数数值研究已进行到目前为止。在本文中，我们提出了高分辨率的三维数值模拟的相对论磁化喷流携带一个初始环形磁场。场的实质性环形分量的存在现在通常被调用，并负责射流加速和准直的过程。我们发现，典型的鼻锥结构，通常观察到的轴对称二维模拟，在三维的情况下，不产生。相反，环向场引起强电流驱动的扭结不稳定性，导致射流摆动。然而，它似乎能够保持一个高度相对论脊柱沿其全长。通过比较低分辨率和高分辨率的模拟，我们强调分辨率对射流动力学特性的影响。
2009-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
MHD Simulations of AGN Jets in a Dynamic Galaxy Cluster Medium
本文对从高分辨率宇宙学模拟中提取的星系团中央活动星系核（AGN）间歇喷流进行了一对三维磁流体动力学模拟。选定的星团被选为一个明显相对宽松的系统，在近7 Gyr没有经历过重大合并。尽管有这种特征和历史，集群内介质（ICM）包含相当活跃的“天气”。我们探讨了这种ICM天气的AGN喷流和叶的形态演化的影响。在两个模拟中，射流的方向是不同的，因此它们探测ICM结构和动力学的不同方面。我们发现，即使这个集群，可以被描述为放松的观测标准，大规模的，散装ICM运动可以显着扭曲的射流和叶。对模拟的合成X射线观测表明，喷流产生了复杂的空腔系统，而合成射电观测揭示了类似于广角尾（WAT）射电源的喷流和叶的弯曲。在2600万年的周期内，使用50%的占空比，对喷射器进行开关循环。这导致了类似于“双-双”射电星系的形态特征。虽然射流和ICM磁场在模拟中通常太弱而不能在动力学中起主要作用，但麦克斯韦应力仍然可以在局部变得显著。
2012-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Instabilities at recollimation shocks in MHD jets
INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所 - 布雷拉天文台）；INAF, Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所 - 都灵天文台）；Department of Physics, National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里安大学物理系）；Department of Astronomy, Yale University（耶鲁大学天文学系）
研究射流中再压缩冲击波的不稳定性，探讨磁化程度及其他参数对不稳定性发展的影响，发现即使在中等磁化射流中，离心不稳定性仍能破坏射流结构。
2025-11-03 astro-ph.HE
Magnetic dissipation in short gamma-ray burst jets. I. Resistive relativistic MHD evolution in a model environment
本研究针对短伽马射线暴喷流的磁耗散问题，用PLUTO代码开展二维及三维电阻性相对论MHD模拟，发现有限电导率会显著影响喷流结构、湍流及欧姆耗散，还展示了三维演化中的非轴对称特征。
2024-10-09 astro-ph.HE
A statistical study of fast magnetic reconnection in turbulent accretion disks and jets
快速磁重联事件在吸积盘系统中起着重要的作用。黑洞双星和活动星系核中观测到的非热甚高能辐射（从GeV到TeV）可以用一个潜在的模型来解释，该模型可以归因于吸积盘和/或喷流的湍流日冕中引起的快速磁重联。在这项工作中，我们将讨论全球广义相对论MHD（GRMHD）模拟的结果吸积盘周围的黑洞，其湍流自然驱动的MHD不稳定性，如磁旋转不稳定性（MRI）。我们也将利用特殊相对论MHD（SRMHD）模拟来研究喷流内部由扭结不稳定性驱动的磁重联。正如我们所期望的，我们的模拟揭示了由这些不稳定性驱动的近稳态湍流的发展。我们已经进行了详细的统计分析，以确定在湍流区的吸积流和射流的电流片的存在。然后，我们确定了这些位置的磁重联率，获得了$0.01-0.7$量级的阿尔文速度单位的平均重联速度，这与磁感应快速重联理论的预测是一致的。
2019-04-09 astro-ph.HE
Resistive relativistic MHD simulations of astrophysical jets
本文利用PLUTO开展RRMHD轴对称相对论喷流模拟，比较多种电阻率模型，发现可变电阻率可在保留湍流与电流片的同时更真实地描述耗散和非热粒子加速。
2023-09-12 astro-ph.HE
Three-dimensional Simulations of AGN Jets: Magnetic Kink Instability versus Conical Shocks
活动星系核（AGN）中的相对论喷流将其能量的一半转化为辐射。为了探索这一转换的过程知之甚少，我们进行了完全三维磁流体动力学（MHD）模拟相对论磁化射流。与在大半径处注入射流的标准方法不同，我们的模拟射流自洽地在源处形成，并在与周围介质相互作用之前向外传播和加速几个数量级的距离。我们发现，这种相互作用可以触发强烈的能量耗散的两种射流内，取决于周围介质的属性。那些在新的爆发中形成并穿过周围介质钻一个新孔的喷流成为3D磁扭结不稳定性的牺牲品，并主要通过由不稳定性形成的电流片中的磁重联来耗散它们的能量。另一方面，在活动星系核活动的重复循环过程中形成的喷流，通过周围介质中预先存在的洞逃逸，主要在MHD准静态冲击中保持稳定并耗散能量。在这两种情况下，耗散区域可以与环境气体的密度分布的变化相关联。活动星系核喷流中的邦迪半径就是这样一个位置。
2017-06-02 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
MHD simulations of the formation and propagation of protostellar jets to observational length scales
我们提出了2.5-D的全球性，理想的磁流体动力学模拟的磁驱动和旋转驱动的原恒星喷流从开普勒吸积盘，其中只有初始磁场强度在光盘的内半径，$B_{\rm i}$，是不同的。使用AMR-MHD代码AZEUS，我们自洽地遵循喷流演变到观测制度（$>10^3\,\mathrm{AU}$）与空间动态范围$\sim6.5\times10^5$。模拟揭示了三个组成部分的流出：1）热，密集，超快和高度磁化的“射流核心”; 2）冷，稀薄，trans-fast和高度磁化的“鞘”围绕射流核心，并延伸到切向不连续性;和3）温暖，密集，trans-slow和弱磁化的冲击周围介质夹带的推进弓激波。模拟揭示了$B_{\rm i}$和射流推进速度，$v_{\rm jet}$，平均射流旋转速度，$\langle v_φ\rangle$，以及质量，动量和动能通量之间的幂律关系。不依赖于$B_{\rm i}$的电子包括被输送物质的等离子体- $β$，在所有情况下，其似乎渐近于阶数1。喷气式飞机是由“磁塔”和“线上珠”机制的组合发射的，前者占了大部分的喷气式飞机加速-即使是在强磁场下-并继续远远超过快磁音速点。在任何时候都没有领先的弓激波离开域，因此，这些模拟产生大规模的喷流，再现许多原恒星喷流，包括其特征速度和传输通量的观察到的属性。
2019-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows. X. Relativistic MHD rotating spine jets in Kerr metric
活动星系核的高分辨率射电成像揭示了某些源存在超光速纽结运动和喷流的横向分层。最近的观测项目提供了新的观测约束中心区域的旋转黑洞在活动星系核，这表明有一个内部或脊柱喷流围绕盘风。这种相对论性的自旋喷流很可能是由从黑洞中提取能量的电子-正电子对组成的。本文将克尔度规中的自相似机制推广到相对论喷流。我们的目标是模拟活动星系核内部的自旋喷流，将其描述为从Kerr黑洞周围的球形日冕中流出的相对论性光。该模型通过将度规和力与余纬展开到磁通量函数的一阶来建立。与以前的模型相反，没有忽略光柱的影响。获得了具有高洛伦兹因子的解，并提供了到极轴的自旋喷流模型。在以前的出版物中，我们计算的磁准直效率参数，它测量的可用能量的变化跨场线。该准直效率是模型的积分，将经典的磁转子效率准则推广到克尔度规。我们研究了磁效率和加速度随黑洞自旋的变化，并表明它们对这个积分具有很高的灵敏度。这些新的解决方案模型准直或径向，相对论或超相对论流出。我们讨论了我们的解决方案的相关性，以模拟M87脊柱喷气式飞机。我们研究了中心黑洞自旋准直自旋喷流的效率，并表明喷流功率与数值模拟确定的功率具有相同的量级。
2017-12-15 astro-ph.HE
Rotational Stabilization of Magnetically Collimated Jets
通过非线性磁流体动力学（MHD）模拟和线性本征模分析研究河外喷流的发射和稳定性。在喷流演化的模拟中，一个小尺度的平衡磁弧被一个差速旋转的吸积盘扭曲。这些模拟产生了一个准直流出，这是不稳定的电流驱动的m=1扭结模式的吸积盘相对于日冕等离子体的阿尔芬速度的低旋转速度。在射流中的扭结模式的增长率被证明是成反比的磁盘的旋转速率，和射流是稳定的高旋转速率。线性MHD计算研究了刚性旋转对圆柱形等离子体中扭结模的影响。这些计算表明，科里奥利力扭曲的m=1扭结本征模，并稳定它在旋转频率，使旋转周期长于几个阿尔芬倍。
2009-06-17 astro-ph.HE
Ultra-High-Energy Cosmic Rays and Neutrinos from Relativistic Jets of Active Galactic Nuclei
在Mbarek & Caprioli（2019）中，我们为研究Caprioli（2015）的浓缩咖啡范式奠定了基础，这是一种将银河系CR提升到UHECR水平的再加速机制。我们的自下而上的方法使用现实的相对论活动星系核喷流的三维MHD模拟，并占所有的普遍加速理论的关键成分：注入，加速，并在现实环境中逃逸。我们的结果与UHECR谱的主要特征一致，即，幂律斜率、化学成分和各向异性。在Mbarek & Caprioli（2021）中，我们通过包括亚网格粒子散射来改进我们的模型，以模拟MHD模拟无法解决的小尺度磁湍流，第一次限制了一个关键但难以建模的成分，并使我们能够建立相对论射流中浓缩咖啡和随机剪切加速的相对重要性。我们的框架也使我们能够分析我们的加速UHECR考虑外部光子场的影响产生的高能中微子，并将核光致衰变。我们得到的光谱与俄歇、望远镜阵列和冰立方天文台的观测结果一致。
2021-09-28 astro-ph.HE
A two-zone emission model for Blazars and the role of Accretion Disk MHD winds
耀变体是一种射电大声活动星系核的子类，其相对论喷流指向观测者。它们表现出非热可变发射，这实际上延伸到整个电磁波谱。尽管有过多的多波长观测，耀变体喷流中发射的起源仍然是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们构建了一个两区轻子模型：粒子在一个小的区域内加速，并通过同步辐射和逆康普顿散射损失能量。因此，相对论电子逃逸到更大的区域，在那里，与吸积盘MHD风有关的环境光子场可能在伽马射线发射中起中心作用。这个模型解释了耀变体序列和更广泛的耀变体性质，正如费米观测所确定的那样，只改变一个参数，即中心黑洞的质量吸积率。平谱射电类星体有一个强的环境光子场，它们的伽马射线发射主要由更广泛的区域控制，而在BL Lac天体的情况下，可以忽略的环境光子使较小的区域占主导地位，即加速度。
2021-08-05 astro-ph.HE
Relativistic MHD simulations of core-collapse GRB jets: 3D instabilities and magnetic dissipation
相对论喷流自然发生在天体物理系统中，涉及到对致密物体的吸积，例如伽马射线暴（GRB）中大质量恒星的核心坍缩和活动星系核（AGN）中超大质量黑洞的吸积。人们普遍认为，这些射流是由电磁驱动的，通过一个中心紧凑物体的磁化旋转。然而，它们如何产生所观察到的发射并在距离上的许多数量级的传播中幸存下来，而不被电流驱动的非轴对称不稳定性破坏，这是一个积极辩论的主题。我们进行时间相关的相对论，坡印亭通量占主导地位的射流的三维相对论磁流体动力学模拟。这些喷流是通过一个强磁化的中心致密物体的旋转自洽地发射的。这决定了方位磁场绕组的自然程度，这是控制射流稳定性的关键因素。我们发现，射流容易受到两种类型的不稳定性：（i）一个全球性的，外部的扭结模式，在长时间尺度上增长，并导致喷流身体弯曲侧向。尽管这种模式不会在模拟距离上引起射流中断，但它大大降低了射流传播速度。我们表明，通过一个分析模型，外部扭结模式的增长取决于周围介质密度分布的斜率。在平坦的密度分布特征的星系核，活动星系核喷气可能会失速，而在恒星的信封外扭结减弱的喷气向外传播;（ii）一个本地的，内部扭结模式，增长在短时间尺度上，并导致小角度磁重联和转换约一半的喷气电磁能通量转化为热量。基于内部扭结模式的鲁棒性和能量学，我们认为这种不稳定性是主要的耗散机制，负责供电伽玛暴即时发射。
2015-08-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Numerical Analysis of Long-term Variability of AGN Jets through RMHD Simulations
相对论活动星系核喷流表现出多时间尺度的可变性和宽带非热频谱，从无线电到伽马射线。这些高度磁化的射流在空间传播过程中容易发生磁流体动力学（MHD）不稳定性，并可能引发射流辐射和粒子加速。本工作的目的是研究扭曲非均匀喷流模型中相对论扭结模不稳定性对观测到的长期变化的影响。为了实现这一点，我们调查的物理配置，优选形成扭结模式不稳定性进行高分辨率的3D相对论MHD模拟的一部分高度磁化的射流。特别是，我们进行了模拟的圆柱形等离子体柱与洛伦兹因子$\geq 5$和研究的磁化强度值和轴向波数与减少间距的扭结不稳定性的发病和增长的影响。我们证实了轴向波数对等离子体柱动力学的影响，包括不稳定性的增长。在这项工作中，我们进一步研究了等离子体柱的动态与其随时间变化的发射特性之间的联系。从我们的分析中，我们发现一个相关的趋势之间的增长率的扭结模不稳定性和从模拟光变曲线得到的通量变化。
2021-06-18 astro-ph.HE
Comparing Poynting flux dominated magnetic tower jets with kinetic-energy dominated jets
磁塔是磁流体外流的两种基本形式之一。由磁压梯度驱动，这些流动的研究不如磁离心发射的射流，即使磁塔可能很常见。在这里，我们提出了新的结果，探索的行为和演变的磁塔流出，并证明其与脉冲功率的实验研究和纯流体动力学射流，这可能代表的渐近传播制度的磁离心发射的射流。高分辨率AMR MHD模拟（使用AstroBEAR代码）提供了对磁塔底层物理的深入了解，并帮助我们约束其传播模型。我们的模拟旨在探索热能损失和旋转对塔流及其水力对应物的影响。结果表明，这些参数对磁塔的稳定性有显著影响，但对射流的稳定性影响不大。在坡印廷通量主导（PDF）塔电流驱动的扰动被放大的冷却和旋转的情况下。我们的长期演变的塔的研究表明，弱磁化的塔内的中心射流的形成被打破了这些不稳定性成为一系列的准直块的磁化性质随时间而变化。除了讨论这些结果的实验室实验中，我们解决他们的相关性的天体物理观测年轻的恒星喷流和流出高度进化的太阳型恒星。
2012-09-07 astro-ph.HE
Simulating the dynamics and non-thermal emission of relativistic magnetised jets I. Dynamics
我们已经进行了磁流体动力学模拟的相对论性喷流从超大质量黑洞超过几十kpc的喷流参数的范围。主要目的之一是研究不同的MHD不稳定性对射流动力学的影响及其对射流参数选择的依赖性。我们发现，两个占主导地位的MHD不稳定性影响的动力学的射流，小规模的开尔文-亥姆霍兹（KH）模式和大规模的扭结模式，其演变取决于内部的射流参数，如洛伦兹因子，密度和压力的比率，外部介质和磁化强度，因此对射流功率。低功率射流易受两种不稳定性的影响，即具有较高中心磁场的射流的扭结模式和具有较低磁化强度的KH模式。中等功率的喷气机没有表现出明显的增长扭结模式，但KH模式发展较低的磁化强度。较高功率的喷气式飞机通常对两种不稳定性都是稳定的。这种不稳定性会使射流减速和不稳定，同时在茧中引起湍流，从而对磁场结构产生影响。我们的动力学模型的射流后，我们在这里提出的Begelman-Cioffi关系的一般化治疗。我们发现，稳定的射流的动力学匹配以及与非自相似FRII射流膨胀的简化分析模型，而具有突出的MHD不稳定性的射流显示出几乎自相似的形态演化的能量更均匀地分布在射流头和茧之间。
2020-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Towards pseudo-Newtonian black hole jets: comparison of forces
本文对超大质量黑洞周围磁化吸积盘的轴向喷流进行了电阻和粘性MHD模拟。我们比较的力量在我们的伪牛顿模拟的Paczyovski-Wiita和Kluovniak-Lee潜力。研究结果将有助于寻找有利于射流发射的磁场结构和物理参数。
2020-05-11 astro-ph.HE
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
MAD accretion and AGN jets -- an observational perspective
针对吸积功率相近但喷流功率差异巨大的问题，本文提出利用VLBI核移测量估计喷流磁通量，以检验高功率喷流是否源于MAD吸积。
2025-02-10 astro-ph.HE
Observational consequences of structured jets from neutron star mergers in the local Universe
最近发现的中子星（BNS）并合双星GW 170817的多信使发现表明，短暴中的$γ$射线辐射比中央高能窄锥更宽，并向外弱膨胀数十度。在这里，我们探讨这种结构的发射的观测结果，以重建的角发射轮廓的伽马射线暴GRB 170817 A是典型的。我们计算了BNS合并中引力波观测的预期比例，这些引力波观测将有一个观测到的GRB对应物是$\sim30\%$，这意味着联合引力波和GRB观测将是常见的。此外，我们发现观测到的短伽玛暴的$\sim10\%$发生在200 Mpc。最后，我们估计BNS合并率为$\sim500$ Gpc $^{-3}$/年$^{-1}$。
2018-08-19 astro-ph.HE
Hyper-Resistive Model of Ultra High Energy Cosmic Ray Acceleration by Magnetically Collimated Jets Created by Active Galactic Nuclei
这是一系列配套论文中的第四篇，这些论文表明，当一个有效的发电机可以通过活动星系核（AGN）中超大质量黑洞周围的吸积盘来维持时，它将导致一个强大的，磁准直螺旋，可以解释在非常大的尺度上观察到的喷流/射电叶结构，并最终从观察到的超高能宇宙射线推断出的巨大能量（UHECR），能量> 10^19 eV。这个过程涉及许多时间尺度。我们的超电阻磁流体动力学（MHD）模型提供了一个桥梁之间的一般相对论MHD模拟发电机的形成，在短吸积时间尺度上，和观测证据的磁准直的大尺度喷流的天体物理时间尺度。考虑到最终的磁结构，我们应用超阻动力学理论来说明不稳定性如何导致缓慢演变的磁准直喷流成为宇宙中最强大的相对论加速器。该模型产生了9个观测值与观测值相当一致：同步辐射观测到的喷流长度、射波瓣半径和表观张开角;同步辐射总功率、同步辐射波长和最大电子能量（TeVs）;最大UHECR能量、宇宙射线能谱和地球上的宇宙射线强度。
2019-09-13 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
Observational signatures of stellar explosions driven by relativistic jets
相对论性喷流在与伽马射线暴（GRB）有关的超新星（SN）中解开恒星包层的作用尚不清楚。为了研究这一点，我们探索了由喷流驱动的恒星爆炸的观测特征。我们专注于在这样的爆炸流出的最终速度分布，并比较其观测印记SN/GRB数据。我们发现，射流驱动爆炸产生的外流与单位对数尺度的适当速度的能量分布平坦。平坦的分布似乎是普遍的，因为它是独立的射流和我们探索的祖属性。典型伽玛暴参数的平坦分布的速度范围是$γβ\approx 0.03-3$，其中$γ$是外流洛伦兹因子，$β$是其无量纲速度。一个平坦的分布也被视为准直扼流射流的最高出流速度随深度的射流被扼流。与SN/GRB的观测结果进行比较，排除了喷流作为这些事件中唯一爆炸源的可能性。相反，在SN/GRB中，坍缩的恒星必须将其能量沉积到两个通道中-一个准球形（或广角）通道和一个窄准直通道。前者携带大部分能量，是SN亚相对论喷出物的主要来源;后者携带总流出能量的0.01-0.1，是GRB的来源。有趣的是，在合并的双星中子星GW 170817中看到了相同的两个通道，具有相似的能量比，这表明在这两种现象中有相似的引擎在工作。
2022-01-20 astro-ph.HE
Broad-band Spectral Modeling of Large-Scale X-ray Jets in High-Redshift Quasars: An MHD-Informed Approach
Astronomical Observatory of the Jagiellonian University（雅盖隆大学天文台）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Naval Research Laboratory（海军研究实验室）；INAF—Istituto di Radioastronomia（意大利国家天体物理研究所射电天文台）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛与史密森尼天体物理中心）
采用磁流体静力学平衡的轴对称喷流模型，对高红移类星体中千秒差距尺度喷流的射电至X射线辐射进行系统光谱分析，通过贝叶斯推断发现电子分布更倾向于跟随气体压力而非磁能密度，喷流功率可达10^49 erg/s。
2026-07-10 astro-ph.HE
Formation of Precessing Jets by Tilted Black-hole Discs in 3D General Relativistic MHD Simulations
从很远的距离落入黑洞（BH）的气体不知道BH的自旋方向，并且吸积盘和BH自旋之间的不对准预计是常见的。然而，倾斜盘的物理特性（例如，角动量传输和喷流形成）知之甚少。使用我们新的GPU加速代码H-AMR，我们以迄今为止最高的分辨率对快速旋转的BH周围的倾斜厚吸积盘进行了3D广义相对论磁流体动力学模拟。我们探讨了磁盘的热压力占主导地位的磁压力的限制，并首次表明，对于不同的磁场强度的BH，这些流量发射磁化相对论射流沿旋转轴的倾斜盘（而不是BH）传播。如果强大的大尺度磁通量到达黑洞，它会弯曲圆盘内部的几个引力半径，并喷射出与黑洞自旋部分对齐的射流。在较长的时间尺度上，模拟的光盘射流系统作为一个整体经历了透镜-Thirring进动和方法对齐，首次证明，射流可以用作光盘进动的探针。当圆盘湍流被很好地解决时，我们的孤立圆盘就会散开，导致对齐和进动都减慢。
2022-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Observational Properties of Thermal Emission from Relativistic Jets Embedded in AGN Disks
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Department of Astronomy, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院天文学系）
通过模拟喷流-茧系统传播，研究嵌入活动星系核盘中的相对论性喷流的动力学演化及其热辐射，发现软X射线耀发是最显著的可观测信号，持续时间从10^2秒到10^5秒，而UV/光学耀发仅对强喷流可探测，持续数天到数十天。
2025-05-22 astro-ph.HE
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
Asymmetric MHD Outflows/Jets from Accreting T Tauri Stars
对来自年轻恒星的喷流的观测揭示了某些来源的不对称流出。为了评估流出物或喷流相对于赤道面不对称的条件，对旋转磁化星的轴对称粘性/扩散盘吸积进行了大量的$2.5$ D MHD模拟。我们考虑初始磁场是对称的赤道平面，并包括一个径向分布的场线程的磁盘（磁盘场）和恒星偶极子场。（{ \bf 1}）。对于纯盘场，流出的对称性或不对称性受盘的中平面等离子体$β$的影响（其中$β$是等离子体压力与磁压力的比率）。对于低密度光盘与小等离子体$β$值，外流被观察到对称的$10\%$内超过数百个内部光盘轨道的时间尺度。对于密度较高的$β$盘，上、下日冕等离子体的耦合被打破，两半球的准周期场运动变得不同。这种不对称性导致了不对称的偶发性流出。（{ \bf 2.}）吸积恒星与恒星偶极子场和没有磁盘场表现出情节，两个组件流出-磁层风和内部磁盘风从更大的径向距离。两者的特点是相似的速度分布，但磁层风的密度是盘风的$\gtrsim 10$倍。（{ \bf 3}.）增加一个平行于恒星偶极场的圆盘场，可以增强磁层风，但抑制圆盘风。（{ \bf 4}.）相反，增加一个与恒星偶极场反平行的圆盘场可以抑制磁层风和圆盘风。我们的模拟再现了金牛座T星的非对称外流观测的一些关键特征。
2015-03-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinetic Simulations of Instabilities and Particle Acceleration in Cylindrical Magnetized Relativistic Jets
相对论磁化喷流，如来自AGN，GRB和XRB的喷流，容易受到电流和压力驱动的MHD不稳定性的影响，这些不稳定性会导致粒子加速和非热辐射。在这里，我们调查这些不稳定性的发展，通过三维动力学模拟的圆柱对称平衡，涉及环形磁场与电子-正电子对等离子体。推广Alves等人（2018）和Davelaar等人（2020）的最新治疗，我们考虑了一系列初始结构，其中环形磁场引起的力通过轴向磁场和气体压力引起的力的组合来平衡。我们认为，Alves等人（2018）确定的粒子能量极限是由于快速磁耗散阶段的有限持续时间。我们发现平行于局部磁场的电场在粒子加速中的作用相当小。在所有调查的情况下，扭结模式出现在中央核心区域的增长时间尺度与线性MHD模型的预测一致。在气体压力平衡（Z箍缩）的情况下，我们确定了一个弱的本地箍缩模式以及射流核心之外。我们认为，压力驱动模式是重要的相对论射流，在区域内，足够的气体压力是由其他耗散机制。
2022-05-06 astro-ph.HE
Particle acceleration and the origin of the very high energy emission around black holes and relativistic jets
由快速磁重联引起的粒子加速可能有助于解决目前与解释活动星系核和致密源的甚高能（VHE）和中微子任务有关的难题。我们对吸积盘-日冕系统的广义相对论-MHD模拟揭示了由MHD不稳定性驱动的湍流的增长，这种不稳定性导致了日冕中快速磁重联的发展。此外，我们对相对论性磁流体射流的模拟揭示了由电流驱动的扭结湍流引起的几个快速重联位点的形成。在这些区域中注入数千个测试粒子会导致加速到几个PeV的能量，从而证明了这个过程加速粒子并产生VHE和中微子发射的能力，特别是在耀变体中。最后，我们讨论了如何重联也可以解释所观察到的VHE光度-黑洞质量相关，涉及数百个非耀变体源，如英仙座A，和黑洞二进制。
2018-09-17 astro-ph.HE hep-ph
Particles in Relativistic MHD Jets. I. Role of Jet Dynamics in Particle Acceleration
本研究通过三维相对论磁流体力学模拟结合拉格朗日粒子注入，对比稳态、可变、进动三种喷流喷嘴的动力学差异，发现激波数量比强度更影响粒子加速，进动喷流加速效率最高，裹挟物质也能高效加速粒子。
2023-07-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Modelling MHD accretion-ejection - from the launching area to propagation scales
我们目前的结果轴对称磁流体动力学（MHD）模拟调查发射的喷流和流出的磁扩散吸积盘。自洽地考虑了盘结构的时间演化。与以前的工作相比，我们已经应用{ \em球面}坐标的数值网格，这意味着大量的好处有关的数值分辨率和模拟的稳定性。由于新的设置，我们能够在扩展1500个内盘半径的域上运行超过150，000个动态时间的模拟，分辨率高达内盘中每个盘高度24个单元。根据磁盘磁化，射流发射发生在两个不同的，但互补的制度-射流驱动的离心力或磁力为主。这些制度在质量、能量和角动量方面的喷射效率不同。我们表明，它是{ \em实际}磁盘磁化，而不是这么多的初始磁化，最好地描述磁盘射流的演变。考虑到实际的磁盘磁化，我们还发现，模拟开始与不同的初始磁化演变在一个类似的-典型的-方式，由于平流和扩散的磁通量在磁盘上的时间演变。探索一个新的，修改后的扩散模型，我们确认的自相似结构的全球喷气发射盘，获得的磁盘物理变量，如密度，磁场强度，或吸积速度的径向轮廓的幂律。
2014-07-11 astro-ph.HE
Observational Properties of Nonthermal Emission from Relativistic Jets Escaping Active Galactic Nucleus Disks
Department of Astronomy, School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理学院天文学系）
研究嵌入活动星系核盘的相对论性喷流的长期传播动力学和宽带非热辐射特征，发现高密度介质导致喷流快速减速、谱能量分布红移和同步自吸收产生准热鼓包，并预测可探测的多波段电磁对应体。
2026-05-24 astro-ph.HE
Steady jets and transient jets: observational characteristics and models
在喷流X射线双星中观测到两种射电辐射。它们具有完全不同的特征，并与不同类型的喷射有关。一种发射具有平坦或倒置的光谱，表明光学厚的自吸收同步辐射;第二种发射对应于光学薄的“瞬态”爆发。平坦或倒置的频谱覆盖整个无线电波段，并且已经在毫米和红外波长处建立。当这种射电辐射被空间分辨时，它表现为连续的喷流，即所谓的“定常喷流”。相反，与光学薄事件相关的瞬态射流被解析为以相对论速度远离系统中心移动的“等离子体团”。最重要的一点是，这两种无线电发射及其相应类型的喷射似乎是相互关联的;光学薄的爆发，其特征是瞬态喷流发生后，一段时间的发射与平坦/倒置的频谱。两种不同的模型成功地描述了两个射流：锥形流和冲击。锥形外流描述了连续射流，而在连续的预先存在的外流中的内激波描述了瞬态射流的“等离子体团”。外流中的内部冲击被认为是来自一个新的非常快的粒子群。讨论了三个悬而未决的问题：磁重联是产生新的极快粒子群的物理过程吗？被称为“核心”的那部分连续喷流是否被瞬变喷流及其相关的冲击所破坏？我们能否将这些结果从X射线双星中的稳定和瞬态喷流外推到射电噪声较大的活动星系核？
2010-10-19 astro-ph.HE
Jet rotation driven by MHD shocks in helical magnetic fields
本文对螺旋磁场中的磁流体动力学冲击可以引起天体物理喷流旋转的假设进行了详细的数值研究。螺旋磁场的冲击压缩导致环形洛伦兹力分量，其将在环形方向上加速射流材料。这个过程将沿着射流携带的磁角动量（磁应力）转化为动力学角动量（旋转）。这里提出的机制仅在螺旋磁场配置中起作用。我们证明了这种机制的可行性轴对称MHD模拟在1.5D和2.5D使用PLUTO代码。在我们的装置中，射流以零动能角动量（无旋转）注入环境气体。不同的动力学参数的射流传播，如射流内部阿尔芬马赫数和快速磁声马赫数，密度对比的射流周围介质，或外部声波马赫数的射流。我们建议的机制应该适用于各种喷射应用，例如原恒星或河外喷流，以及内部喷流激波（喷流结）或喷流与环境气体之间的外部激波（夹带）。对于原恒星喷流的典型参数值，数值推导的旋转特征看起来与观测结果一致，即旋转速度为喷流整体速度的0.1%-1%。
2011-05-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Heating of Accretion-Disk Coronae and Jets by General Relativistic MHD Turbulence
吸积盘中的湍流会发射阿尔文波（AWs），沿着磁力线从吸积盘传播出去。由于阿尔文速度随与盘的距离而变化，AW会经历部分非WKB反射，反向传播的AW随后相互作用，导致AW能量级联到小尺度并消散。为了研究这一过程，我们引入了广义相对论MHD（GRMHD）的Elsasser-like公式，并发展了非均匀介质中广义相对论约化MHD理论。然后，我们推导出一组方程的均方AW振幅$M_+$和湍流加热率$Q$的假设下，在等离子体静止框架，远离磁盘传播的AWs比AWs向磁盘传播的更有活力。对于背景流是轴对称的和与时间无关的情况，我们解析地求解这些方程，以确定$M_+$和$Q$作为位置的函数。我们发现，对于一个理想化的薄磁盘线程的大规模极向磁场，AW的能量通量是$\sim (ρ_{\rm b}/ρ_{\rm d})^{1/2} β_{\rm net,d}^{-1/2}$倍磁盘的辐射通量，其中$ρ_{\rm b}$和$ρ_{\rm d}$是在冠状基底和磁盘中面的质量密度，分别和$β_{\rm net,d}$是比（在磁盘中面评估）的等离子体加辐射压力的平均垂直磁场的压力。这种能量通量可能对盘冠和外流产生重大影响。为了为未来的全球模拟湍流盘冠和射流奠定基础，我们推导出一组平均GRMHD方程，考虑反射驱动的AW湍流使用亚网格模型。
2018-04-17 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Observational View of Magnetic Fields in Active Galactic Nuclei Jets
根据目前流行的观点，活动星系核（AGN）中的相对论喷流是通过磁场从旋转的黑洞或吸积盘中提取能量而在黑洞附近发射的。在过去的几十年里，人们提出了从激波到磁重联的各种模型作为喷流中的能量耗散机制。本文简要回顾了如何利用线偏振观测来约束活动星系核喷流中的磁场结构，以及如何利用线偏振观测来约束各种辐射模型。
2017-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
