Adiabatic-radiative shock systems in YSO jets and novae outflows
原恒星中的非相对论喷流和经典新星中的超音速外流的终止区是非热辐射源。鉴于这些系统的高密度,预计会形成辐射冲击。然而,在高速情况下,绝热激波的形成也是可能的。一个令人感兴趣的情况是两种类型的冲击同时发生。这些密集的射流/外流是实验室实验的优秀候选人,如MHD标度所示。我们的目标是研究在这些系统中的绝热和辐射冲击的组合。我们专注于确定的条件下,这种组合是可行的连同其物理影响。我们进行了一组参数的冲击在这两种类型的源的分析研究。用二维数值模拟研究了射流与周围介质碰撞的流体动力学演化,证实了我们最初的理论估计。我们表明,对于一组广泛的参数的绝热和辐射冲击的组合是可能的,在工作表面的终端区域的喷气机从年轻的恒星和新星外流。我们发现,不稳定性的发展在接触不连续,混合的冲击材料。此外,我们探索的MHD参数标度研究原恒星喷流和新星外流使用实验室实验的激光设施。在原恒星喷流和新星外流的终端区域,绝热激波和辐射激波将共存。这种情况是非常有希望的粒子加速和伽马射线发射。缩放的实验室实验的参数是非常符合目前运行的高功率激光设施中实现的等离子体条件。这为研究新星外流的新方法打开了大门,以前从未考虑过。
2022-01-05 astro-ph.HE
Forward and Reverse Shock Emission from Relativistic Jets with Arbitrary Angular and Stratified Radial Profiles
本文扩展了数值代码 jetsimpy,使其能模拟具有任意角向和分层径向剖面的相对论性喷流余辉,揭示了能量守恒方案下反向激波辐射与解析模型的显著差异,并验证了其在千新星余辉和 GRB 990123 光学闪拟合中的应用。
2025-07-21 astro-ph.HE
Numerical study of broadband spectra caused by internal shocks in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内部激波假设已经被用来解释耀变体外流辐射的变化。最近的模拟表明,磁场改变了这些冲击的动力学,产生了一个完整的光谱能量密度模式动物园。然而,磁化在这种高能发射中所起的作用仍然没有完全理解。借助于\emph{Fermi}的第二个LAT活动星系核目录,我们与$γ$射线波段的观测结果进行了比较,以确定磁场的影响。
2013-09-18 astro-ph.HE
Shocks in relativistic transverse stratified jets, a new paradigm for radio-loud AGN
活动星系核喷流的横向分层是由观测和理论论证提出的,是中心引擎(吸积盘+黑洞)和外部介质的内在性质决定的。另一方面,单分量喷流方法受到射电喷流(结)中等离子体团的各种观测特性的严重挑战,这些特性通常与内部激波有关。考虑到这种横向分层对射流加速、稳定性和与外部介质的相互作用起着重要作用,它还应该引起具有各种强度和构型的内部激波,能够描述所观察到的结行为。通过建立横向分层的喷流,内部冲击的属性,和多个观察到的活动星系核喷流的形态和行为之间的关系,我们的目标是提供一个一致的全球计划的各种活动星系核喷流结构。在MOJAVE合作的甚长基线干涉测量(VLBI)监测的活动星系核射电喷流的大样本上工作,我们确定了多个结与连续重准直冲击的系统关联的一致性。然后,我们研究了重新准直激波的形成和不同的横向分层结构的影响,通过参数化探索的两个相对论外流分量与特定的相对论流体动力学(SRHD)代码AMRVAC。我们能够连接不同的光谱类AGN与特定的分层喷流的特点,在很好地符合其VLBI无线电特性和吸积制度。
2017-05-30 astro-ph.HE
Two Component Jets of GRB160623A as Shocked Jet cocoon afterglow
利用SMA在亚毫米波段(230 GHz)进行了多频观测,包括长期监测,观测到了与伽马射线暴GRB 160623 A余辉有关的喷流的两个分量。所观察到的光变曲线与时间中断的基础上,标准的前向冲击同步辐射模型,X射线辐射是狭窄的准直与一个开放的角度$θ_{n,j}<\sim6^{\circ}$,而无线电辐射起源于更广泛的喷流($\sim27^{\circ}$)。除了观测到的射电发射的宽喷流张开角明显大于理论最大张开角外,射电余辉的时间和光谱演化与用典型物理参数的同步辐射模型所预期的一致。与之相比,X射线余辉的张开角与伽玛暴喷流的典型值一致。由于相对论性茧状余辉发射的理论与张开角为$\sim30^{\circ}$的规则余辉发射的理论相似,因此观测到的射电发射可以解释为激波射流茧状发射。因此,这一结果表明GRB 160623 A余辉中观察到的喷流的两个分量是由喷流和冲击喷流茧状余辉引起的。
2020-02-17 astro-ph.HE
Boosting jittering jets by neutrino heating in core collapse supernovae
我估计的能量,中微子加热添加到流出的射流诱导在坍缩的核心物质在核心坍缩超新星(CCSNe),并发现,这种能量粗略地加倍的能量,喷射沉积到外核。我认为抖动喷气机爆炸机制,有几个随机的喷气发射插曲,每个持续约0.01-0.1秒。坍缩的核心物质穿过约100公里处的停滞激波,然后缓慢地流到原中子星(NS)上。我假设原始NS发射抖动的喷气机,喷气机从停滞的冲击中爆发出来。我研究的助推过程中,高压气体内失速冲击,增益区材料,扩大旁边的喷气机和工作的材料,喷气机冲击,茧。这个功大致等于原始喷射流携带的能量。我认为,不稳定性之间的耦合,随机旋转,磁场,和抖动喷流导致大多数CCSN爆炸。在其他情况下,崩溃前的核心是快速旋转,因此有序的旋转取代随机旋转和固定射流取代抖动射流。
2022-06-27 astro-ph.HE
Parsec-Scale Bipolar X-ray Shocks Produced by Powerful Jets from the Neutron Star Circinus X-1
我们报道了在吸积中子星X射线双星Circinus X-1中发现的多尺度X射线喷流。双极外流显示出宽的开口角度,并在空间上与该地区新的高分辨率无线电图像中看到的无线电喷流一致。发射区的形态表明,来自圆规座X-1的喷流正与星际介质一起进入一个终端激波,就像在强大的射电星系中看到的那样。这个和其他的观测结果表明,喷流有一个很大的张开角,这表明喷流不是很好地准直就是旋进。我们解释的光谱从冷却的同步辐射的冲击,并得出冷却年龄约1600年。这使我们能够将喷流功率限制在3e 35 erg/s和2 e37 erg/s之间,使其成为少数几个直接测量其喷流功率的微类星体之一,也是唯一已知的表现出稳定的大尺度X射线发射的微类星体。
2010-08-03 astro-ph.HE
Efficiency of internal shocks in magnetized relativistic jets
我们研究了相对论磁化外流中内激波将动能转换为热能/磁能的动力学和辐射效率。对大量圆柱壳碰撞问题进行了参数研究。我们探索了在保持总流量亮度恒定的同时,可变流体磁化如何影响效率,并发现轻度磁化喷流中壳层的相互作用比非磁化流产生更高的动态效率,但辐射效率较低。假设相对论粒子在内部激波加速,计算了不同壳层磁化的多波长辐射特征。
2011-11-15 astro-ph.HE
Determining the optimal locations for shock acceleration in magnetohydrodynamical jets
对来自黑洞系统的相对论喷流的观测表明,粒子加速经常发生在流中的固定位置。这些地点可能与允许形成驻激波区的临界点有关,例如磁声修正快点。利用Vlahakis和Königl的特殊相对论磁流体力学的自相似公式,我们导出了一类新的流动解,它们既具有相对论性,又在有限高度处穿过修改的快点。我们的解决方案跨越了一系列的洛伦兹因子至少10,适合于大多数射流在X射线双星和活动星系核,和一个范围内注入粒子内能。存在广泛的解决方案,这将允许这些无标度模型的物理边界条件在分析观测源的最终匹配。
2010-09-15 astro-ph.HE
Relativistic Jets Shine through Shocks or Magnetic Reconnection?
对活动星系核的γ射线暴和喷流的观测表明,喷流具有高辐射效率的特征,耗散机制必须是非热粒子的强大加速器。激波和磁重联一直被认为是为喷流发射提供动力的可能候选者。最近通过完全动力学粒子模拟的进展使我们能够在坚实的物理基础上重新审视这个问题。我们表明,冲击模型是不可能占喷流排放。事实上,当冲击有效地耗散能量时,它们通常不会使粒子加速到远远超过热能,反之亦然。相反,我们表明,磁重联可以沉积超过50%的耗散能量到非热轻子,只要在体流中的磁场的能量密度大于静止质量能量密度。发射区域,即,下游的重联,其特征在于磁场和辐射粒子之间的粗略能量均分,这自然地解释了耀变体喷流的一个通常观察到的性质。
2015-02-03 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
Radiation from accelerated particles in relativistic jets with shocks, shear-flow, and reconnection
本文研究了非磁化相对论性喷流在非磁化等离子体中传播时的粒子加速和激波结构。尾喷流激波中产生的强磁场导致电子的横向偏转和加速。我们自洽地计算了在湍流磁场中加速的电子的辐射。我们发现,合成光谱依赖于体洛伦兹因子的喷流,喷流的温度,和强度的磁场中产生的冲击。我们还开始研究电子在由动力剪切(开尔文-亥姆霍兹)不稳定性产生的强磁场中的加速。我们计算的光谱应该导致更好地理解复杂的时间演化和/或光谱结构从伽马射线暴,相对论喷流,超新星遗迹。
2013-03-11 astro-ph.HE
Shocks in radiatively driven time dependent, relativistic jets around black holes
研究了在吸积盘辐射场影响下的含时相对论喷注。吸积盘由内部致密的日冕和外部亚开普勒盘组成。流体的热力学由多组分流体的相对论状态方程(EoS)控制,从而能够研究组合物对射流动力学的影响。喷流起源于中心黑洞附近,那里的引力效应很明显,并且穿越很长的距离,只有特殊相对论处理才足够。所以我们修改了平坦度规,把引力的影响包括进去。在这个修改后的相对论框架中,我们已经开发了一个新的总变差递减(TVD)的例程,随着多物种EoS的目的。我们表明,射流的加速至关重要地取决于流量组成。所有的结果都是跨音速的,从很低的喷射速度开始,射流可以达到高的洛伦兹因子。对于亚爱丁顿光度,轻子主导的喷流可以被加速到洛伦兹因子> 50。由于吸积盘动力学的变化而引起的辐射场的变化将在有限的时间内传播到喷流。因此,由于圆盘结构的变化而引起的辐射场的任何变化都会在影响外部之前影响射流的下部。这可以驱动射流中的激波转变。取决于盘振荡频率、振幅和射流参数,这些冲击可以彼此碰撞并且可以触发冲击级联。
2022-05-21 astro-ph.HE
Propagation of GRB Relativistic Jets in AGN Disks and Its Implication for GRB Detection
研究AGN盘中GRB相对论性喷流的动力学演化,发现仅高光度长持续喷流或低质量SMBH附近的喷流可突破盘面,受阻喷流仅能通过激波突破辐射及冷却被探测。
2024-06-16 astro-ph.HE
Non-Thermal emissions from shocked shells driven by powerful AGN jets
我们探讨了活动星系核(AGN)中喷流驱动的冲击壳层中加速电子的辐射。针对类星体的强辐射源,我们将类星体核内产生的各种光子的同步辐射和逆康普顿(IC)散射视为辐射过程。结果表明,对于小型光源(<30 kpc),辐射输出主要是IC辐射,而对于大型光源,同步辐射的贡献更大。据预测,对于强大的源($L_j \sim 10^{47} ergs s^{-1}$),GeV-TeV的γ射线通过IC的排放可以检测到费米卫星和现代切伦科夫望远镜,如MAGIC,HESS和VERITAS,如果源是紧凑的。
2010-04-13 astro-ph.HE
A Simulation Study of Ultra-relativistic Jets -- II. Structures and Dynamics of FR-II Jets
我们通过三维相对论流体动力学(RHD)模拟研究了注入团内介质(ICM)的超相对论喷流的结构和相关的流动动力学,如冲击,速度剪切和湍流。为此,我们开发了一个高阶精度的RHD代码,配备了加权基本无振荡(WENO)方案和现实的状态方程(Seo等人,2021,论文I)。使用该代码,我们探索了一组喷流模型与相关的参数FR-II射电星系。我们确认,整体射流形态主要由射流功率决定,射流与背景的密度和压力比起次要作用。具有较高功率的射流传播得更快,导致更细长的结构,而具有较低功率的射流产生更多延伸的茧。射流中的剪切界面是动态不稳定的,因此,发展出具有激波和湍流的混沌结构。我们发现,通过冲击和湍流耗散的喷射注入的能量的分数是更大的,在不太强大的射流,虽然耗散的能量的实际量更大,在更强大的射流。在较低功率射流中,回流在能量耗散中占主导地位,这是由于宽茧充满了激波和湍流。相反,在较高功率的射流中,回流和射流脊流对于能量耗散都是重要的。我们的研究结果表明,不同的机制,如扩散激波加速,剪切加速,和随机湍流加速,可能参与了超高能宇宙射线在FR-II射电星系的产生。
2021-07-29 astro-ph.HE
Numerical simulations of the internal shock model in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内激波情景被用来解释耀变体辐射的变化。最近的研究表明,磁场显着改变壳层碰撞动力学,产生各种光谱能量分布和光变曲线图案。然而,磁化在这种发射过程中所起的作用仍然没有完全理解。在这项工作中,我们数值求解磁化壳碰撞的磁流体动力学演化,并确定磁化对所观察到的辐射的影响。我们的程序包括系统地改变壳层的洛伦兹因子、相对速度和视角。产生整个宽带光谱能量分布和光变曲线所需的计算在计算上是昂贵的,并且使用高性能并行代码来实现。
2015-02-27 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
The spectral energy distribution of compact jets powered by internal shocks
由外流速度波动引起的内部激波可能为X射线双星致密喷流的射电到红外发射提供动力。内部冲击的动力学和由此产生的射流的谱能量分布(SED)是非常敏感的时间尺度和振幅的速度波动注入在射流的底部。我提出了一个新的代码,旨在模拟同步辐射的紧凑型喷气机提供动力的内部冲击。我还开发了一个半解析的形式主义,允许一个估计所观察到的SED的射流的功率谱密度(PSD)的函数的假设波动的洛伦兹因子。我讨论的情况下,正弦调制的洛伦兹因子和洛伦兹因子波动与幂律PSD形状。与模型的细节无关,对于接近闪烁噪声谱(即P(f)~1/f)的洛伦兹因子波动的PSD,获得了观察到的几乎平坦的SED。该模型还提出了一个强大的波长依赖性的变化,这是类似于在这些源中观察到的。
2014-06-09 astro-ph.HE
Resonant oscillations of GeV - TeV neutrinos in internal shocks from gamma-ray burst jets inside the stars
在伽马射线暴(GRB)的前身源内部的准直喷流中产生的高能中微子与冰立方探测到的事件有关。这些中微子是由费米加速的质子与热光子和内部冲击中的强子相互作用产生的,是喷流没有爆发或失败时的唯一标志。考虑到光子场在keV能量下是热化的,以及磁场在整个激波区(观测坐标系中宽度为$10^{10} - 10^{11}$ cm)保持稳定值的标准假设,我们研究了内激波中产生的热等离子体和磁化等离子体对中微子振荡的影响.我们计算了中微子的有效电位产生的等离子体,恒星的信封的影响,和真空的路径上到地球。通过考虑这三个影响,两个(太阳,大气和加速器参数)和三个中微子混合,我们表明,虽然GeV-TeV中微子可以共振振荡从一个味道到另一个,一个不显著的偏离标准的味道比(1:1:1)可以预期在地球上。
2015-04-01 astro-ph.HE
Multiwavelength Variability Signatures of Relativistic Shocks in Blazar Jets
嵌入碰撞磁流体动力学流中的弱相对论激波是相对论粒子加速和产生强可变偏振多波长发射的主要场所,这些发射来自于诸如耀变体和伽马射线暴的相对论性喷流源。在这些冲击波中,主要的扰动机制是扩散冲击波加速和冲击波漂移加速。在最近的工作中,我们在一个基本的单区域场景中自洽地耦合了blazar喷流中的激波加速和辐射传输模拟。这些单区模型表明,观测到的光谱能量分布(SED)的耀变体强烈约束的激波层磁流体湍流的性质。在本文中,我们扩展了我们以前的工作,包括完整的时间依赖性和治疗两个区域,一个是网站的加速,第二个是一个更大的发射区。这种结构适用于多波长耀斑的平谱射电类星体3C 279,拟合快照SED和产生的光变曲线与观测到的变化时间尺度一致。我们还提出了一个通用的研究BL紫胶对象Mrk 501的典型耀斑行为。该模型预测相关的变化在所有波段,但跨波段的时间滞后取决于类型的耀变体(FSRQ与BL紫胶),以及独特的光谱滞后模式,在所有波段,从毫米无线电波的伽马射线。这些演化特征可以为加速和辐射冷却之间的竞争提供诊断。
2019-11-07 astro-ph.HE
Reverse and forward shock afterglow emission from steep jets viewed off axis
本研究利用简化分析模型探究轴外观测的伽马射线暴(GRB)陡喷流余辉形态,发现其光变曲线因最小可见角减小时机与反向激波穿过喷流物的时间关系分为三类,且反向激波或可通过独特时间斜率探测转变。
2025-04-17 astro-ph.HE
Internal shocks in microquasar jets with a continuous Lorentz factor modulation
为了研究微类星体喷流中的内激波模型,我们采用相对论流体动力学方法,通过连续改变体洛伦兹因子来模拟微类星体喷流中的内激波。我们考虑一,二,闪烁噪声20模式的变化。我们观察到出现的一个正反向冲击结构的洛伦兹因子调制的每个峰值。冲击层中的高压使垂直于射流束的强大外流进入周围介质。这些外流控制着喷流的动能热化的细节。它们负责射流和周围介质之间的混合,并在后者中产生强大的冲击。这些结果并不符合流行的图片定义良好的内部壳沉积能量,因为它们在射流的范围内碰撞,事实上,内部壳本身之间的碰撞是非常罕见的,在我们的连续制定的问题。对于我们的每一个模拟,我们计算系统中沉积的内能,这种沉积的“效率”(定义为内部与总流动能量的比率),以及达到的最高温度,以便与排放机制建立联系。我们探测这些诊断的依赖性的洛伦兹因子的变化幅度,调制频率,以及初始密度比之间的射流和周围介质。
2018-03-25 astro-ph.HE
Dynamical efficiency of collisionless magnetized shocks in relativistic jets
所谓的内激波模型旨在解释起源于耀变体流和伽马射线暴的非热过程所产生的光变曲线和光谱。一个长期存在的问题是,在相对论性流中驱动的微弱的无碰撞冲击是否足够有效,以解释与预期的外流动能相比所观察到的能量。在这项工作中,我们研究了相对论磁化外流的内部冲击的动能转换为热能/磁能的动态效率。我们发现,具有非零相对速度的壳之间的碰撞可以产生两个相反移动的冲击(在接触面处于静止的框架中),或反向冲击和前向稀疏。对于中等磁化强度的冲击波(磁化强度σ ~ 0.1),两壳层相互作用的动力学效率可达40%。因此,中等磁化冲击的动态效率大于相应的未磁化的两壳层相互作用。我们发现,效率仅弱依赖于壳层的洛伦兹因子,因此在耀变体和伽马射线暴的磁化流的内部冲击是近似相等的效率。
2010-12-11 astro-ph.HE
Simulation of Relativistic Jets and Associated Self-consistent Radiation
在无碰撞冲击中激发的等离子体不稳定性是粒子加速的原因。本文研究了非磁化相对论正负电子喷流在非磁化正负电子等离子体中传播时的粒子加速和激波结构。冷喷流电子被热化和减慢,而周围的电子被扫起,以创建一个部分发展的流体动力学样的激波结构。在前导冲击中,电子密度在模拟帧中增加约3.5倍。在尾激波中产生强电磁场,并提供发射点。这些磁场有助于电子的横向偏转后面的冲击。我们的喷流与环境相互作用的反平行磁场的初步结果显示堆积的磁场在碰撞冲击,这可能会导致重联和相关的粒子加速。我们将探讨瞬态辐射作为瞬发辐射前兆的一种可能的产生机制。在我们的模拟中,我们计算了冲击区电子的辐射。这种辐射的详细性质对于理解伽马射线暴、相对论喷流和超新星遗迹中复杂的时间演化和光谱结构是非常重要的。
2011-11-15 astro-ph.HE
Non-thermal emission from standing relativistic shocks: an application to red giant winds interacting with AGN jets
银河系和河外相对论喷流有着丰富的环境,充满了移动的物体,如恒星和致密的团块。这些物体可以进入射流并产生冲击和非热发射。本文描述了由相对论性喷流与障碍物相互作用形成的驻激波下游区域的发射特性。我们专注于红巨星与河外喷流相互作用的情况。我们进行相对论性轴对称流体动力学模拟的相对论性喷流满足非常大的惯性障碍。结果解释的框架下的红巨星的密集和缓慢的风相互作用的喷流的活动星系核。假设粒子在射流冲击红巨星风时产生的驻激波中加速,我们计算了非热粒子分布、多普勒增强和伽马射线的非热光度。当考虑由障碍物引起的冲击的整个表面而不是仅考虑障碍物部分时,来自射流-障碍物相互作用的可用非热能潜在地增强了$\sim 100$的因子。观测者的伽马射线亮度,包括流速和多普勒增强效应,可以比假设发射流静止且只考虑障碍物截面时高约300(g/10)^2倍,其中g是喷流洛伦兹因子。对于活动星系核喷流内的全部红巨星,预测的持续伽马射线光度可能是指向观测者的喷流潜在可探测的。在研究这些来源的非热辐射时,应考虑到与相对论性外流相互作用的障碍物,例如河外喷流的星云和恒星群,或微类星体喷流中的恒星风不均匀性和双星中类星体风的不均匀性。
2015-02-09 astro-ph.HE
Probing Acceleration and Turbulence at Relativistic Shocks in Blazar Jets
相对论性激波的扩散激波加速(DSA)被广泛认为是各种天体物理喷流源(包括耀变体等射电噪声较大的活动星系核)的重要加速机制。这样的加速可以产生非热粒子,这些粒子发射出从河外喷流中检测到的宽带连续辐射。耀变体科学最近的一个重要发展是费米-LAT光谱能够确定底层非热粒子群的分布形状。本文重点介绍了如何多波长光谱跨越光学X射线伽马射线波段可以用来探测扩散加速相对论,斜,磁流体动力学(MHD)冲击blazar喷流。利用DSA的详细蒙特卡罗模拟得到的热粒子和非热粒子分布,对激波附近的MHD湍流进行了诊断。这些探测器由同步加速器$νF_ν$峰值能量不出现在100 MeV以上的伽马射线带中的特征性质提供。我们调查自洽的辐射同步辐射和逆康普顿签名的模拟粒子分布。重要的限制扩散的平均自由程的电子,和水平的电磁场湍流被确定为三个不同的案例研究耀变体,Mrk 501,BL Lacertae和AO 0235+164。在耀斑状态下的AO 0235+164的X射线过剩可以被建模为外部辐射场的体康普顿散射的签名,从而严格约束电子的扩散系数的能量依赖性。随之而来的解释,湍流水平下降与远离射流冲击,和可能的重要作用,非回旋共振扩散,被假定。
2016-09-13 astro-ph.HE
Multiwavelength Probes of the Environs of Relativistic Shocks in Blazar Jets
相对论性激波的扩散激波加速(DSA)可能是各种天体物理喷流源(包括射电噪活动星系核)的一种重要加速机制。耀变体科学最近的一个重要发展是费米-LAT数据能够确定这些源中发射的高能量部分的幂律指数,因此也是底层非热粒子群的指数。在费米发射之前,这种诊断潜力是不可能的,当时伽马射线信息主要是由高吸收的TeV带。本文重点介绍了如何多波长光谱,包括X射线波段和费米数据可以用来探测扩散加速度在相对论,斜,MHD冲击blazar喷流。由DSA的蒙特卡罗模拟得到的非热粒子分布的谱指数和加速到非热能的热粒子的分数敏感地依赖于粒子的平均自由程尺度,并且也依赖于磁场对激波法线的亲和性。我们调查自洽的辐射同步/康普顿签名所产生的热和非热粒子分布。对耀变体AO 0235+164的粒子散射频率和场湍流水平的重要约束。可能的解释,湍流水平下降与远离射流冲击,和非回旋共振扩散的重要作用,进行了讨论。
2013-12-12 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
Recollimation shocks and radiative losses in extragalactic relativistic jets
我们提出了一个相对论性喷流与外部介质的相互作用,包括辐射损失的冲击气体的影响,诱导的再准直冲击的最先进的模拟结果。我们的模拟证实了--正如早期半解析模型所建议的--辐射损失引起的激波后压力损失可能导致一个稳定的平衡态,其特征是气流的非常强的聚焦,形成相当窄的喷嘴,其横截面半径小到$10^{-3}$乘以射流的长度尺度。我们还研究了在流动底部注入密度扰动引起的射流结构随时间的演化。的设置和模拟的结果是特别相关的解释所观察到的快速变化的$γ$射线发射相关的平谱射电类星体。特别是,喷流聚焦和观测到的辐射的多普勒波束的综合效应使得有可能解释诸如MAGIC在FSRQ PKS 1222+216中观测到的亚小时耀斑事件。
2017-10-18 astro-ph.HE
Extreme blazars: the result of unstable recollimated jets?
极端BL Lac(EHBL)是耀变体的一个子类,它挑战了标准的排放情景。在最近的一项研究中,有人认为,如果发射的电子在一系列由相对论性喷流的平行化引起的斜激波中被加速,它们的特殊性质就可以得到解释。然而,新的3D模拟的准静态,弱磁化射流显示,在对应的第一准静态冲击,流动发展迅速增长的不稳定性,成为高度湍流和减速,有效地阻碍了形成的多激波结构,通常观察到的2D模拟。在这些新发现的基础上,我们在这里提出了一个修订的EHBL的情况下,在该发射产生的电子加速在准静态冲击,随后进一步通过随机加速在湍流下游流的能量。我们应用一个简单的版本,这种情况下的原型EHBL 1 ES 0229-200,显示的SED可以令人满意地再现与标准值的主要物理参数。
2022-07-26 astro-ph.HE
Simulation of Shock-Shock interaction in parsec-scale jets
对耀变体CTA 102在其2006年耀斑期间的射电光变曲线的分析揭示了驻激波和行进激波之间可能的相互作用。为了更好地理解这种高度非线性的过程,我们使用相对论流体动力学代码来模拟高能相互作用及其相关的发射。从这些模拟计算的同步辐射表明,在相互作用期间,周转通量密度$S_{m}$和周转频率$ν_{m}$增加,并在行进激波通过后降低到其初始值。
2011-11-21 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
Continuous Jets and Backflow Models for the Formation of W50/SS433 in Magnetohydrodynamics Simulations
W50/SS433复合体的形成机制一直是个谜。我们提出了一个新的方案,其中SS433喷气机本身形成W50/SS433系统。我们使用公共代码CANS+进行磁流体动力学模拟两侧射流传播。如在以前的射流研究中发现的,当传播的射流比周围介质轻时,冲击等离子体从射流尖端流回核心。我们发现,光喷流的形态在早期是球形的,之后,壳和翅膀的发展扩大的球茧。的形态强烈地依赖于注入射流的密度比周围的介质。同时,两侧射流长度的比值仅取决于周围介质的密度分布。我们还发现大部分射流动能耗散在回流与束流相互作用形成的斜激波处,而不是在射流终端激波处。斜激波的位置在空间上与W50的X射线和TeV γ射线热点一致。
2021-03-12 astro-ph.HE
Formation of X-ray emitting stationary shocks in magnetized protostellar jets
对原恒星喷流的X射线观测显示,强烈的冲击将等离子体加热到几百万度的温度。在某些情况下,受冲击的特征似乎是静止的。它们被解释为冲击钻石。我们的目标是调查的物理,引导形成的X射线发射固定冲击在原恒星喷流,磁场的作用,在确定的位置,稳定性和可检测性,这些冲击的X射线,和物理性质的冲击等离子体。我们进行了一组2.5维磁流体动力学数值模拟建模超音速射流撞击到磁化介质,并探讨了不同的配置的磁场。该模型考虑了最相关的物理效应,即热传导和辐射损失。我们比较了模型的结果与观测,通过发射措施和X射线光度合成的模拟。我们的模型解释了X射线的形成,以一种自然的方式发射平稳冲击。磁场使射流底部的等离子体准直,并在那里形成磁性喷嘴。在初始瞬态之后,喷嘴导致在其出口处形成冲击菱形,其在模拟所涵盖的时间内(~ 40 - 60年;与观测的时间尺度相当)是静止的。激波产生一个点状的X射线源,位于喷流底部附近,其亮度与从原恒星喷流的X射线观测中推断的亮度相当。对于探索的参数范围内,冲击后等离子体的演化是由辐射冷却为主,而热传导略有影响的冲击的结构。
2016-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Estimation of bipolar jets from accretion discs around Kerr black holes
本文分析了旋转黑洞的绕流问题,得到了广义相对论条件下自洽的吸积-抛射解。在平流区,研究了整个能量-角动量参数空间,得到了激波和无激波吸积解。喷流的运动方程沿von-Zeipel面求解,同时沿赤道面求解吸积盘方程。对于一个给定的自旋参数,质量流出率增加的冲击运动接近黑洞,但最终减少,最大值在一些中间值的冲击位置。有趣的是,我们得到了所有可能的射流解,例如,多临界点的定常激波解,两个临界点的束缚解和单临界点的光滑解。对于自旋参数$a_s\ge 0.5$,射流解可能存在多个临界点。吸积激波越靠近视界,喷流的终端速度越大,且同转黑洞的喷流终端速度比反转和非转黑洞的喷流终端速度大。从数量上讲,对于自旋参数$a_s>0.6$,喷流中可形成激波,喷流激波在赤道面上方的范围在$6r_g$和$130r_g$之间,而对于$a_s>0.99$,若伯努利参数${\cal E}\geq1.01$,喷流终端速度$v_{{\rm j}\infty} > 0.35{\cm}$。
2017-05-27 astro-ph.HE
The Cocoon Shocks of Cygnus A: Pressures and Their Implications for the Jets and Lobes
我们使用2.0毫秒的钱德拉观测研究天鹅座A的茧激波及其叶和喷流的一些影响。测得的激波马赫数在茧周围的范围为1.18-1.66。我们估计总爆发能量为$\simeq 4.7\times10^{60}\rm\ erg$,年龄为$\simeq 2 \times 10^{7}\rm\ yr$。发现平均激波后压力为$8.6 \pm 0.3 \times 10^{-10}\rm\ erg\ cm^{-3}$,这与由X射线谱确定的射电瓣和激波之间的压缩气体薄边缘的平均压力一致。然而,$\simeq 20\%$发现西瓣的平均边缘压力低于东瓣。从同步加速器自康普顿模型对热点A和D的压力估计表明,每个射流施加的冲压压力$\gtrsim$是其静压的3倍,这与热点随时间在茧激波上移动的位置一致。一个稳定的,一维的流动模型被用来估计射流特性,发现温和的相对论性流速在允许的参数范围内。模型中的射流进行了一个可忽略不计的流量的静止质量与所观察到的属性的射流和热点是一致的。这有利于轻喷流,意味着动能和动量通量主要由喷流等离子体的内能而不是其静止质量携带。
2018-02-27 astro-ph.HE
Jittering-jets explosion triggered by the standing accretion shock instability
我们表明,已被用来缓解核心坍缩超新星(CCSNe)中微子驱动的爆炸模型的冲击复苏的常设吸积激波不稳定性(SASI),可能会发挥更决定性的作用,在提供所需的随机角动量触发爆炸与抖动射流。我们发现,如果SASI横向(非径向)运动的动能大于吸积气体能量的10%,则随机角动量可以达到新生中子星周围开普勒比角动量的5%.这种吸积流沿着磁极留下平均开度约为5度的开放圆锥区域。根据抖动喷流模型,从开放的极地区域流出的能量会引发爆炸。
2016-03-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Simulations of Viscous Accretion Flow around Black Holes in Two-Dimensional Cylindrical Geometry
从解析解中选取初始条件,模拟了二维圆柱形黑洞的无激波和激波粘性吸积流。模拟代码使用拉格朗日总变差递减(LTVD)和重映射例程,这使我们能够获得高精度捕获激波和正确处理角动量分布。无粘性激波吸积盘的解决方案产生了一个厚盘结构,而粘性激波的解决方案获得了一个邦迪结构,但在任何一种情况下,没有喷流活动,也没有任何QPO类活动的发展。在无粘性和粘性状态下的稳态冲击解与理论预测吻合得很好。然而,增加粘性使吸积激波不稳定。大振幅冲击振荡伴随着间歇的、瞬态的内部多次冲击。盘内部的这种振荡被解释为微类星体中观测到的硬X射线中QPO的来源。强烈的激波振荡导致强烈的幕式喷流发射。喷流还显示出激波的存在,这是一个炮弹击中前一个炮弹时产生的。射流和激波振荡的周期性相似。粘性参数越大,射流越强,速度越快。
2016-08-13 astro-ph.HE
Particle-in-cell simulations of collisionless shock formation via head-on merging of two laboratory supersonic plasma jets
我们描述了数值模拟,使用粒子在细胞(PIC)和混合PIC代码Lsp [T。P. Hughes等人,物理修订版ST加速Beams 2,110401(1999)],两个实验室超音速等离子体射流的迎面合并。这些实验的目的是在实验室中形成和研究与天体物理学有关的无碰撞冲击。使用等离子体射流的初始条件(密度约为10^14-10^16 cm^(-3),温度约为几eV,传播速度约为20-100 km/s),射流传播的大规模模拟表明,在合并区域,两股射流之间的相互作用基本上是无碰撞的。在高分辨率的一维和二维模拟中,我们表明,无碰撞冲击所产生的合并射流时,沉浸在施加的磁场(B ~ 0.1-1千克)。在预期的等离子体射流速度高达100 km/s时,我们的模拟不会产生非磁化的无碰撞冲击,这需要更高的速度。磁场的方向以及射流的轴向和横向密度梯度对相互作用的性质具有强烈的影响。我们比较我们的一些模拟结果与以前发表的PIC模拟研究的无碰撞冲击波的形成。
2013-05-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Effect of angular opening on the dynamics of relativistic hydro jets
上下文活动星系核中的相对论喷流将能量从核心传递到周围的ISM/IGM。因为观察到射流具有有限的开度角,所以需要量化锥形射流与圆柱形射流传播在这种能量传递中的作用。目标。我们采用FR-Ⅱ活动星系核喷流参数,张角有限。我们研究了开口角的变化对射流动力学和能量传递的影响。我们还指出如何外部介质的特性,如其密度分布,在动态中发挥作用。方法.本研究利用我们的并行AMR代码MPI-AMRVAC与其特殊的相对论流体动力学模型,将状态方程与不同的有效多变指数。受观测的启发,我们在洛伦兹因子约为10的情况下,研究了开度为10度的轻度欠密射流。瞬时量化的各种ISM卷和它们的能量含量允许一个量化的作用,混合与冲击加热茧区域的时间间隔。结果我们发现,一个更广泛的开放角射流的结果在更快的减速射流,并导致更广泛的茧占主导地位的开尔文-亥姆霍兹和瑞利-泰勒不稳定性。对于5 °开度角射流,能量传递主要发生在由前弓激波和穿茧激波两者冲击的ISM区域中,与混合区的能量传递的比率约为3:1。稀疏波诱导射流束的动态形成的层状结构。结论.有限开度角射流可以有效地将其注入能量的显著部分(25%至70%)传递到冲击ISM物质的生长区域上。ISM分层的作用对于确定受相对论性喷流注入影响的总体积是突出的。
2012-11-07 astro-ph.HE
Systematic Study of Forward and Reverse Shock Afterglow Emission from Two-Component Jets
Nazarbayev University(纳扎尔巴耶夫大学);The Open University of Israel(以色列开放大学);The George Washington University(乔治华盛顿大学)
本文通过数值建模研究双组分喷流的后glow辐射,揭示了正向和反向冲击在不同参数空间下的贡献,指出反向冲击在高磁化和长引擎持续时间下有显著贡献,而正向冲击主导大部分参数空间。
2026-03-28 astro-ph.HE
Total and linearly polarized synchrotron emission from overpressured magnetized relativistic jets
我们提出了相对论磁流体动力学(RMHD)模拟的静态超压磁化相对论射流的特点是其主导类型的能量,即内部,动能,或磁性。每个模型都由螺旋磁场穿过,螺旋角为$45^\circ$,并具有由初始压力不匹配产生的一系列准静态冲击,其强度和数量随主要能量类型而变化。我们通过积分同步辐射的辐射转移方程,以RMHD解作为输入,对这些模型的偏振特征进行了研究。这些模拟显示了一个自上而下的发射不对称性所产生的螺旋磁场和一个渐进的约束的发射到一个喷气脊柱的磁化强度增加和内能的非热人口被认为是一个恒定的分数的热。明亮的静止成分与再校准冲击出现呈现出相对强度调制的多普勒增压比之间的冲击前和冲击后的状态。由于磁场的螺旋结构,小视角显示出偏振角的大致双峰分布,这也是跨射流宽度的高度分层的线性偏振的原因。此外,观测到定常分量偏振角的$26^\circ$量级的微小变化,这可用于识别天体物理喷流中的准平激波。
2018-04-05 astro-ph.HE
Reviving the stalled shock by jittering jets in core collapse supernovae: The key role of magnetic fields
我发现,在最近的一项研究中添加的一个成分,以促进延迟中微子爆炸机制的核心坍缩超新星,即,在坍缩前的核心大尺度扰动,有一个更大的积极影响的抖动喷流爆炸机制。通过跟踪新生中子星上吸积物质的特定角动量,我发现吸积物质很可能形成间歇性的吸积带和吸积盘,尽管它们可能缺乏轴对称结构。这些吸积带和吸积盘很可能会发射喷流,但只有在数值代码中包含磁场,以及伴随着新生中子星旋转和吸积流剪切的高数值分辨率的情况下,这才能被模拟出来。我还讨论了坍缩前核心的旋转对于增加吸积流中的剪切力很重要,从而放大磁场的可能性。我呼吁从中微子驱动的大质量恒星爆炸机制到中微子加热辅助的喷流驱动的爆炸机制的范式转变。这种范式的转变将使人们认识到,要模拟核心坍缩超新星,必须使用磁流体动力学数值代码。
2018-10-22 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
The Shock Dynamics of Heterogeneous YSO Jets: 3-D Simulations Meet Multi-Epoch Observations
对年轻星体喷流的高分辨率观测表明,它们是由许多小尺度的结或团块组成的。在本文中,我们报告的3-D数值模拟的结果,旨在研究这些团块如何相互作用,并创建发射线观测中看到的形态和运动模式。我们的模拟集中在团块规模的动力学施加球形,过密区域之间的速度差异,然后导致形成弓冲击更快的团块超过较慢的材料。我们发现,大部分的空间结构明显的发射线图像的射流产生的动力学和相互作用,这些弓冲击。我们的模拟显示了各种随时间变化的功能,包括明亮的结与马赫茎的冲击相交,一个“泡沫”的排放结构,所产生的非线性薄壳不稳定性(NTSI)的存在下沿弓激波的表面,并合并和破碎的团块。我们的模拟使用一种新的非平衡冷却方法来产生H $α$和[S II]中的合成发射图。这些直接与多历元哈勃太空望远镜(HST)的赫比格-哈罗(HH)喷流的观测。我们发现在模拟中看到的功能和观察的自行和形态之间的良好协议。因此,我们的结论是,YSO喷流可能是由异质结构和这些结构之间的相互作用,它们产生的冲击可以解释许多细节的YSO喷流演化。
2016-02-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Shock Dynamics In Relativistic Jets
我们提出了一个形式主义的相对论性喷流的源具有随时间变化的注入速度和质量损失率的内部冲击的动力学。注射速度的变化产生了一个双激波结构,工作表面,沿射流移动。这种新的形式主义考虑到了这样一个事实,即动量守恒是无效的相对论性流动的辐射损失的相对论性质量必须考虑在内,在经典政权相反。对于注射参数阶跃函数变化的特定情况,我们找到了工作表面速度和辐射能量的解析解。我们模拟两种情况:一个脉冲的快速材料和一个脉冲的慢材料(相对于平均流量)。将这些模型应用于伽马射线暴光变曲线,可以确定上下游流的洛伦兹因子γ_2/γ_1的比值和质量损失率dot{m_2} / dot{m_1}的比值。作为一个例子,我们应用这个模型的源GRB 080413 B和GRB 070318,并找到这些比率的值。假设洛伦兹因子γ_1 =100,我们进一步估算了喷流质量损失率在点{m_1} ~ 10^{-5}-1 Msun·yr^{-1}之间。我们还计算了辐射损失的注入质量的分数。对于GRB 070318,该分数约为7%。相反,对于GRB 080413 B,这一比例大于50%;在这种情况下,辐射损失显然会影响内部冲击的动力学。
2013-01-26 astro-ph.HE
Rapid Particle Acceleration due to Recollimation Shocks and Turbulent Magnetic Fields in Injected Jets with Helical Magnetic Fields
相对论喷流研究的关键问题之一是磁重联是如何发生的,以及它是否能有效地加速喷流中的电子。我们进行了3D粒子在细胞(PIC)模拟的相对论性电子质子喷流的相对较大的半径,携带螺旋磁场。我们集中我们的调查射流和周围的等离子体之间的相互作用,并探讨如何螺旋磁场影响的动力学不稳定性的激发,如韦伯不稳定性(WI),动力学开尔文-亥姆霍兹不稳定性(KKHI),蘑菇不稳定性(MI)。在我们的模拟中,这些动力学不稳定性确实被激发,粒子被加速。在线性阶段,我们观察到在喷流中心附近的准定常激波。当电子-质子喷流演化到深度非线性阶段时,螺旋磁场由于类似重联的现象而变得不缠结,并且电子在湍流磁场中遇到磁重联事件时被重复加速。
2020-02-12 astro-ph.HE
Shock Corrugation by Rayleigh-Taylor Instability in GRB Afterglow Jets
余辉射流是瑞利-泰勒不稳定的,因此在其减速的早期部分是湍流的。还有几个过程可以有效地冷却射流。在这封信中,我们证明,如果冷却显着增加了流动的可压缩性,湍流碰撞的前向激波,不稳定和波纹。在这种情况下,前向激波是湍流足以产生磁场负责同步辐射通过小尺度湍流发电机。我们计算的光变曲线假设磁场是在能量均分与湍流动能,并发现动态磁场是很好的近似由一个恒定的磁-热能比为1%,虽然有一个相当大的延迟,峰值通量的时间作为磁场打开后,只有在湍流已经激活。反向冲击被发现是显着更多的磁化比向前冲击,与磁热能比为10%。这项工作激励未来的瑞利-泰勒计算使用更多的物理冷却模型。
2014-06-12 astro-ph.HE physics.comp-ph
Dissipation Efficiency of Reconfinement Shocks in Relativistic Jets
计算了相对论约束激波的耗散效率。在以前的工作(Nalewajko & Sikora 2009)的基础上,我们考虑了不同的外部压力分布。平均耗散效率ε_diss是射流洛伦兹因子Gamma_j和约束角θ_r这两个参数的乘积的函数,这与开度角θ_j和外压指数eta有关。耗散率的空间分布强烈地依赖于η。我们讨论了这些结果的相对论性喷流在伽马射线暴和活动星系核的性质的意义,并提出,约束冲击可以解释一个非常高的耗散效率的前者和后者的中等耗散效率。最后,我们估计了射电星系M87喷流中与准定常纽结HST-1相关的精化激波的耗散效率,并表明它与观测约束大致一致。
2011-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing shock acceleration in BL Lac jets through X-ray polarimetry: the time-dependent view
极化测量,特别是如果在高能量下扩展,预计将提供重要的洞察力的机制,相对论性粒子的加速射流。在以前的工作中,我们已经表明,由高能电子产生的同步加速器X射线发射的偏振由温和的相对论冲击加速进行重要的印记的几何形状和结构的磁场在下游区域。在这里,我们提出了我们的分析扩展到非平稳的情况下,特别适合于模拟高能量发射BL Lacs的高度可变的发射。我们预计在硬/中X射线波段有一个大的($Π\approx 40\%$),几乎与时间无关的偏振度,这一预测很快就可以用即将到来的任务{ \it IXPE}进行检验。其他波段的情况,特别是光学波段的情况更为复杂。在耀斑的发展过程中,观测到光学偏振度的单调减小。在后期阶段,$Π$达到零,然后开始增加,在后期恢复大值。通过偏振角旋转$90$度标记$Π=0$的时刻。然而,在光学频率下,可能不止一个区域对观察到的发射有贡献,这可能使得难以检测预测的行为。
2020-08-12 astro-ph.HE
Probing dissipation mechanisms in BL Lac jets through X-ray polarimetry
blazar喷流中能流的耗散对相对论粒子的加速起着关键作用。耗散过程通常考虑两种可能性,磁重联-可能由磁主导射流的不稳定性触发-或冲击-对于弱磁化流。我们认为极化功能预期的两种情况下分析的结果,最先进的模拟。对于磁重联的情况下,我们得出结论,使用全球相对论MHD模拟的结果,发射可能发生在湍流区域与非结构化磁场,虽然模拟不允许我们得出坚定的结论。另一方面,与当地的粒子在细胞中的模拟,我们表明,与磁场的几何形状适合于粒子加速的冲击,自生磁场在冲击前主要是正交的冲击法线,并成为准平行的下游。基于这一结果,我们开发了一个简化的模型来计算偏振度的频率依赖性,假设高能粒子注入的冲击和冷却下游。我们将我们的结果应用于HBL,耀变体的最大同步辐射输出在紫外软X射线能量。虽然在光学波段中,预测的偏振度较低,但在X射线发射中,其理想地可以达到50\%,特别是在活动/闪耀状态期间。在活动状态下进行的光学和X射线波段测量之间的比较(计划中的{ \it IXPE}卫星可行)预计将对耗散和加速过程提供有价值的限制。
2018-06-12 astro-ph.HE
Shocks, clouds and atomic outflows in active galactic nuclei hosting relativistic jets
本文结合喷流演化模型与模拟,提出内kpc尺度喷流激波与致密云团相互作用可产生原子外流,并指出低功率喷流及冷却后的强喷流CSS阶段更易形成谱线。
2024-01-25 astro-ph.GA astro-ph.HE