Jets of SS433 on scales of dozens parsecs
射电星云W50拥有相对论性二元系统SS 433，它是强大风和喷流的来源。W50的起源被包裹在风、超新星遗迹和喷流的相互作用中。喷流在星云尺度上的演化是其起源的罗塞塔石碑。为了理清这些成分的作用，我们研究了射流在W50内传播的物理条件，并确定了射流的减速。利用追踪喷流的东部X射线瓣的现有观测资料，分析了W50内部的形态和参数。为了估计这种射流的减速，我们设计了一个简单的模型的粘性相互作用，通过湍流，射流与周围介质，这将适合质量夹带从周围介质到射流的射电星系3C 31，以及研究的情况下，连续减速射流。X射线观测结果表明，东部急流在W50以中空急流形式存在，并与开口$\sim 30^\circ$接近。根据东X射线瓣的热发射，我们确定了W50内部的压力为$P \sim 3\cdot 10^{-11}$ erg/cm $^3$。在辐射超新星遗迹和恒星风气泡动力学理论的框架内，这种压力与其他已知参数相结合，将W 50的起源限制在$\sim 100\,000$年前发生的超新星上。此外，在我们的卷吸模型中，该压力使射流在W 50的球面分量的范围内减速$\sim 60\%$，半径为$\sim 40$ pc。在这种情况下，喷流的年龄应为$\ll 27\,000$ yr，以满足W 50的球度。卷吸模型得到形式为$σ= αP$的射流中的粘性应力，其中粘性参数$α$由模型预先定义。
2016-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Classical and relativistic flux of energy conservation in astrophysical jets
在星系际介质中传播的湍流喷流的能流守恒允许推导经典和相对论情况下的运动定律。三种类型的IGM被认为是：常密度，双曲和逆幂律密度下降。利用磁压与静止密度之间的线性关系，导出了磁场沿射电喷流演化的解析规律。天体物理的应用作出的中心线强度的同步辐射在NGC315和磁场的3C273。
2016-01-11 astro-ph.HE
Quantum magnetic collapse of a partially bosonized npe-gas: Implications for astrophysical jets
我们研究了由部分玻色化npe气体组成的中子星产生天体物理喷流的可能机制。我们得到，一个稳定的物质流的驱逐可能是由气体的一个或多个组件的量子磁塌缩触发，而其准直是由于一个强大的自生磁场的形成。
2019-11-20 astro-ph.HE
Numerical simulations of dynamics and emission from relativistic astrophysical jets
活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）的相对论性喷流（喷流）的宽带辐射包含了关于喷流本身性质和发射喷流的中心发动机的有价值的信息。模拟喷流的观测特征是使用专门为计算天体物理等离子体的多波长、随时间变化的非热发射而开发的辐射转移代码计算的。我们提出了一系列长期项目的结果，致力于了解的动力学和喷流在秒差距尺度AGN喷流，耀变体和余辉阶段的伽玛暴的排放。
2013-01-20 astro-ph.HE
Magnetic Field Effects near the launching region of Astrophysical Jets
天体物理学磁场的基本性质之一是它们通过重联改变拓扑结构的能力，在这样做的过程中，释放磁能，有时是剧烈的。在这项工作中，我们回顾了最近的结果，磁重联和相关的加热和粒子加速喷流/吸积盘系统中的作用，即年轻的恒星天体（YSO），微类星体，和活动星系核（AGN）。
2010-02-23 astro-ph.HE
The role of supernovae inside AGN jets in UHECR acceleration
本文首次探索了河外AGN喷流内超新星在超高能宇宙线产生中的作用，发现超新星-喷流相互作用的能量远超孤立超新星，能为加速能量$\gtrsim 10$~EeV的宇宙线提供高效加速器或预加速种子。
2023-09-05 astro-ph.HE
The different flavors of extragalactic jets: the role of relativistic flow deceleration
我们进行三维数值模拟的相对论（洛伦兹因子为10），非磁化射流在均匀密度的环境中传播，为了研究卷吸和随之而来的减速的效果。我们的模拟研究了星系核心内的喷流传播，在那里，最有可能的是，减速发生得更有效。我们比较了不同的密度和压力比的情况下，相对于周围的介质发现，低密度射流有效地减速，并达到准稳态，在600射流半径的长度，从高到次相对论速度减慢。相反，密度较大的射流在相同长度上保持高度相对论速度。我们讨论这些结果的Faranoff莱利（FR）的放射源分类。我们推测，低密度喷流可以产生FR 0和FR I射电源，而高密度喷流可能与FR II射电源有关。
2020-07-22 astro-ph.HE
PIC methods in astrophysics: Simulations of relativistic jets and kinetic physics in astrophysical systems
颗粒池（PIC）方法是由Oscar Buneman、Charles Birdsall、Roger W. Hockney和John Dawson在20世纪50年代提出的，随着计算能力的发展，已经在天体物理、磁层以及太阳等离子体等多个领域得到了进一步的发展，最近还用于大气和激光等离子体物理。目前有超过15个半公开PIC代码，我们在本次审查中讨论。随着世界各地高性能计算设施的计算能力不断提高，其应用也得到了广泛的发展。利用这些系统可以研究天体物理等离子体的各种课题，如磁重联、黑洞和黑洞磁层、非相对论和相对论激波、相对论喷流和激光等离子体物理。我们回顾了大量的天体物理现象，如相对论性喷流，不稳定性，磁重联，磁共振，以及PIC模拟的激光等离子体物理（直到2021年），强调在模拟中涉及的物理。最后，展望了中子星、黑洞及其合并的喷流模拟的未来，并从千万亿次和亿次计算的角度讨论了PIC模拟的未来。
2021-07-09 astro-ph.HE
Enhanced MHD transport in astrophysical accretion flows: turbulence, winds and jets
天体物理吸积可以说是宇宙中最普遍的物理过程;它发生在单个恒星的诞生和死亡期间，并在整个星系的演化中起着关键作用。特别是在黑洞上的吸积，也是自然界中已知的最有效的机制，将高达40%的吸积静止质量能量转化为壮观的形式，如高能（X射线和伽马射线）发射和相对论喷流。虽然磁场被认为是最终负责这些现象，我们的微观物理的吸积流以及大规模的MHD外流的MHD湍流的理解仍然远远没有完成。我们提出了一个新的理论模型的天体物理磁盘吸积，认为增强垂直传输的动量和能量的MHD风和喷流，以及运输造成的MHD湍流。我们还描述了新的全球性的，三维模拟，我们目前正在开发的非理想的MHD效应可以解释如何小规模的，湍流场（产生的磁旋转不稳定性- MRI）可能会演变成大规模的，有序的领域，产生磁化电晕和/或射流的最高能量的现象必然起源的程度。
2009-12-09 astro-ph.HE
Propagation dynamics of successive emissions in laboratory and astrophysical jets and problem of their collimation
本文介绍了在实验室条件下和天体物理环境中数值模拟等离子体结序列传播的结果。模拟的物理和几何参数已被选择接近PF-3设施（库尔恰托夫研究所）和喷流的明星RW Aur的参数。我们发现，低密度区后形成的第一个节点传播起着重要的作用，随后的准直。假设只有热膨胀的后续排放，定性估计所需的时间，以填补这一领域与周围的物质和角度的射流散射。这些估计与我们的观察和建模结果一致。
2021-06-09 astro-ph.HE
On turbulent viscosity in relativistic jets and accretion disks
湍流粘性的形成机制是湍流研究的核心问题。这也是吸积盘理论的情况，其中湍流被认为是吸积盘中角动量向外传输的原因。在湍流中，涡流在其长度尺度上传输动量，提供了由质量夹带控制的粘度机制。我们在前面已经提出了一个相对论性喷流在射电星系3C31的特殊情况下的夹带模型。在本文中，我们进一步约束模型参数。该模型（在非相对论部分）成功地测试与自由混合层的雷诺应力的实验和模拟数据，并预测Smagorinsky常数$C_\mathrm{S} \approx 0.11$，这是与剪切流$C_\mathrm{S} \approx 0.1-0.12$的实验范围一致。对于吸积盘，卷吸模型允许我们导出与Shakura \& Sunyaev的$α$模型相同的吸积质量速率，而不需要诉诸湍流运动粘度$ν_\mathrm{t}$，并且以$\displaystyle α= -\frac{8}{3} βs_\mathrm{T} \frac{\mathrm{v_t}^2}{c_\mathrm{s}^2}$形式导出的粘度参数$α$取决于沿盘半径的温度斜率的幂$s_\mathrm{T}$，$T\propto r^{s_\mathrm{T}}$，并且二次地取决于湍流速度$\mathrm{v_t}$。
2022-12-23 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Numerical Simulations of Magnetized Astrophysical Jets and Comparison with Laboratory Laser Experiments
本文给出了磁流体力学数值模拟磁化射流形成和发展的结果。讨论了用于比较天体物理喷流的实验室激光实验和数值模拟结果的相似准则。介绍了Neodim激光装置实验中产生的射流的实验室模拟结果。
2019-03-11 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Modeling of resistive relativistic astrophysical jets. Semianalytic results following a paraxial formalism
本研究改进相对论喷流半解析模型，构建纳入电阻与可变绝热指数物态方程的近轴形式体系，揭示电阻性喷流中欧姆耗散的局部特性及其对喷流加速、准直和磁场结构的影响。
2025-03-20 astro-ph.HE
A relativistic mixing-layer model for jets in low-luminosity radio galaxies
我们提出了一个分析模型的喷流在Fanaroff和Riley I类（FRI）射电星系，在最初的层流，相对论性流被包围的剪切层。我们应用适当的守恒定律来约束喷流参数，从观察到无线电发射突然变亮的模型开始。我们假设，在那里，射流充满了层流，并且从该点向外，与周围环境保持压力平衡。卷吸不断地将新的材料注入射流中并形成剪切层，该剪切层包含来自环境和层流核心的材料。剪切层随着距离迅速膨胀，直到最后核心消失，所有的材料都混合到剪切层中。超过这一点，剪切层扩展成锥形，并平稳减速。我们将我们的模型应用到观测良好的FRI源3C31，并表明存在自洽的解决方案。导出了射流功率、质量通量和卷吸率随离核距离的变化关系。预测的整体速度随距离的变化在外部的射流是在很好的协议与模型拟合VLA观测。我们对层状核心形状的预测可以用更高分辨率的成像进行测试。
2009-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
FR0 jets and recollimation-induced instabilities
本文用PLUTO模拟低功率相对论性喷流，发现再准直激波与Richtmyer–Meshkov不稳定性共同引发混合夹带和快速减速，可解释FR0喷流的秒差距尺度致密特征。
2024-01-23 astro-ph.HE
Astrophysical magnetohydrodynamical outflows in the extragalactic binary system LMC X-1
在这项工作中，我们首先提出了一个基于相对论磁流体力学定律的研究双星系统和微类星体天体物理流动的模型。然后，通过求解与时间无关的传输方程，我们估计了强子天体物理喷流中的初级粒子和次级粒子的分布以及高能中微子和$γ$ -射线的发射率。我们的主要目标之一是通过考虑粒子进入强子喷注的各种能量损失，通过输运方程确定相对论性强子喷注的相应粒子分布。作为一个具体的例子，我们研究河外双星系统LMC X-1位于大麦云，我们的银河系的卫星星系。
2020-09-29 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
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
General relativistic study of astrophysical jets with internal shocks
我们探讨了在黑洞周围的喷流中形成定常内激波的可能性。我们考虑由相对论状态方程描述的流体，在史瓦西度规中绕对称轴（$θ=0$）流动。我们使用两种模型的射流几何形状，（i）一个圆锥形的几何形状和（ii）一个几何形状与非圆锥形的横截面。锥形射流是光滑流。而非锥形截面射流则经历多音速点甚至驻激波。喷流激波变得更强，因为激波的位置位于远离中心黑洞。具有很高能量和很低能量的喷流不窝藏激波，但具有中等能量的喷流确实窝藏激波。与外部介质介导的激波相比，这些激波的一个优点是，这些激波对射流终端速度没有影响，但可以作为粒子加速的可能场所。典型地，具有能量$1.8~c^2$的射流对于具有任何几何形状的射流将实现$v_\infty=0.813c$的终端速度。但对于吸积盘内环长度尺度为$40\rg$的非圆锥截面喷流，则在$\rsh \sim 7.5\rg$和压缩比为$R\sim 2.7$时将形成定常激波。此外，电子-质子喷流似乎是最强的激波。我们讨论了这种情况可能产生的后果。
2017-04-25 astro-ph.HE
Plasma Phenomenology in Astrophysical Systems: Radio-Sources and Jets
本文综述了具有射电辐射的天体物理源中的等离子体现象，即脉冲星、微类星体、类星体和射电星系的射电喷流。首先描述了它们的基本特征，然后详细讨论了它们的形态和导致不同射电辐射的机制之间的联系，特别是研究了致密天体（中子星、黑洞）周围等离子体结构所起的作用。为了完整起见，我们简要地提及观测技术和探测器，其结构使它们与其他天体物理仪器区分开来。本文讨论了角动量在等离子体吸积盘中输运的基本思想（以及盘-源-喷流耦合问题），着重指出了它们的成功和不足。另一种情况下推断，基于天体物理和实验室等离子体配置之间的平行性，在那里可以找到小规模的结构。我们将集中我们的注意力在无线电喷流的形态，对它们的耦合与吸积盘和可能的触发现象，被视为等离子体不稳定性的配置文件。
2014-01-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Are Interactions with Neutron Star Merger Winds Shaping the Jets?
射流在密集环境中传播时会变得平行，理解这种相互作用对于将环境的物理模型与观测联系起来至关重要。在这项工作中，我们使用3D特殊相对论模拟研究如何通过周围的环境中创建的一个中子星合并残留物中微子驱动的风射流传播。我们模拟了四个喷流有两种不同的初始结构，礼帽和高斯，和两个光度。喷流爆发后，我们研究了角喷流结构和由此产生的余辉光变曲线。我们发现，初始的角结构有效地冲洗在传播过程中，尽管只有$\sim 10^{-3}$ M $_\odot$的小风质量。最终的结构取决于喷流的亮度，因为能量较低的喷流被更强地准直，并且重子的夹带导致适度的外流洛伦兹因子（$\approx 40$）。尽管我们的喷流并不是专门用于模拟GW 170817事件的外流，但我们表明它们可以用来产生与GW 170817事件后观察到的余辉一致的光变曲线。使用这个过程，我们展示了如何推断的物理参数，例如，倾斜角，周围的粒子数密度，可以在相同数据集的独立拟合之间变化很大，并且似乎对角射流形状的较小细节敏感，这表明观察推断的参数可能敏感地依赖于所采用的射流模型。
2021-10-13 astro-ph.HE
Astrophysical Jets : what can we learn from Solar Ejections?
从太阳的抛射可以以比任何其他天体更高的分辨率观察到：我们能否在太阳结果的基础上将其应用于天体？本工作的目的是建立是否有任何类似的太阳抛射和抛射的微类星体和活动星系核。简要回顾这些物体和太阳的喷气机特性，我们指出了它们共有的一些特征，并指出了天体物理学和太阳研究之间的交叉繁殖可能是富有成效的研究领域。例如，这项研究的初步结果表明，在与太阳日冕物质抛射（CME）相关的电流片（CS）中撕裂不稳定性所产生的斑点与微类星体中与大型射电爆发相关的等离子体准周期性抛射之间可能存在类似之处。
2010-11-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
AGN jets as the origin of UHECRs and perspectives for the detection of astrophysical source neutrinos at EeV energies
我们证明，人口的活动星系核（AGN）可以描述所观察到的超高能宇宙射线（UHECR）的光谱在脚踝和以上，并占主导地位的贡献来自低光度BL湖。一个额外的，subdominant贡献高光度活动星系核需要改善的组合物观测的描述，导致大量的中微子通量，峰值在EeV的能量。我们还发现，不同的属性为低和高亮度AGN人口所需的可能类似的重子加载已经可以从目前的冰立方观测排除。我们还表明，从源内发射的中微子的通量应该胜过宇宙成因中微子的传播过程中产生的UHECR。这一结果对超高能（$\sim$ EeV）中微子实验具有深远的意义，因为与宇宙成因中微子相比，可以使用额外的搜索策略来搜索源中微子，例如堆叠搜索，耀斑分析和多信使跟踪。
2021-05-06 astro-ph.HE
Can the BZ mechanism power steady jets?
我们考虑了提取黑洞自旋能驱动天体物理喷流的Blandford-Znajek（BZ）机制。对BZ机制的分析通常不考虑黑洞上的任何电荷。但是，正如沃尔德和其他人所指出的，如果黑洞周围的介质是带有移动电荷的电离等离子体，那么旋转的黑洞很快就会获得电荷。该电荷的作用是使驱动BZ机制的电场结构无效。由于喷流现在在各种各样的吸积物体中被观察到，其中大多数不包含中心黑洞，因此似乎所有天体中的喷流驱动机制都直接使用来自吸积盘的能量，而不是黑洞旋转。
2021-08-27 astro-ph.HE
Relativistic Jets: Open Problems and Challenges
在一般动力学模型的背景下，讨论了在各种天体物理环境中的相对论性喷流研究中的突出问题。
2010-01-28 astro-ph.HE
Linear and nonlinear evolution of current-carrying highly magnetized jets
通过高分辨率的三维数值模拟，研究了周期性结构中载流射流的线性和非线性演化。所考虑的射流被强烈磁化，具有可变的螺距轮廓，并且最初在无力磁场的作用下处于平衡状态。电流驱动（CDI）和开尔文-亥姆霍兹（KHI）不稳定性的增长是量化使用三个选定的情况下，对应于静态，Alfvenic和超Alfvenic射流。在早期阶段，我们观察到大规模的螺旋变形的射流对应的初始激发的CDI模式的增长。我们的模拟结果和线性理论得到的分析增长率之间的直接比较显示出良好的协议的条件下，采用高分辨率和精确的离散算法。初始线性阶段后，射流结构显着改变，而缓慢移动的射流显示出越来越多的螺旋变形，更大的速度剪切剧烈破坏的几个阿尔芬交叉时间留下的湍流结构。总的来说，动能和磁能迅速消散为热量，在饱和状态下，射流动量在较大的表面积上重新分布，大部分射流质量以较小的速度行进。这个过程的有效性是由发生在射流/环境界面处的KHI不稳定性的开始来调节的，并且可以对剧烈的射流制动和夹带负责。
2014-07-08 astro-ph.HE
Particle acceleration in astrophysical jets
在这一章中，我们回顾了天体物理喷流中粒子加速的一些特征。我们首先描述四个观测结果有关的主题，特别强调在活动星系核和不同来源之间的平行喷流。然后，我们讨论的方式，粒子可以加速到高能量的磁化等离子体，主要集中在冲击加速，二阶费米和磁重联;在这个过程中，我们试图阐明的基本条件，必须满足任何机制的各种观测约束得到满足。我们描述了最大粒子能量的限制因素，并简要讨论了中微子和高能宇宙射线的多信使信号，然后描述的旅程射流等离子体从喷射发射到茧参考不同的加速机制。最后，我们对未来前景发表一些一般性评论。
2020-03-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Propagation and stability of relativistic jets
简单地看一下稳定的高能宇宙，就会发现它与致密物体（风和喷流）周围产生的外流有着明显的相关性。在相对论喷流的情况下，它们被认为是从克尔黑洞（Blandford-Znajek）或盘（Blandford-Payne）提取旋转能量的结果。由吸积和/或黑洞旋转能提供的大能量预算的一小部分被投入到喷流的形成中。在形成之后，这些外流的加速和准直使它们能够传播到远离紧凑物体的很远的地方。同步加速器冷却时间要求粒子沿着喷流发生再加速，以解释千秒差距尺度的高能和极高能发射。在这些尺度上，射电星系中的喷流被分为两种主要的形态/光度类型，即Fanaroff-Riley I型和II型（FRI，FRII），后者比前者更明亮，准直和边缘增亮，这表明了清晰的去准直和减速迹象。在这篇文章中，我总结了一组机制，可能有助于耗散磁场和动能：磁流体动力学不稳定性或射流障碍物相互作用触发冲击，剪切和混合，这是合理的粒子加速的情况。我还推导出一个表达式的预期距离，其中恒星风的夹带开始相关，这是适用于FRI喷气机。最后，我讨论的差异，在河外和微类星体喷流发生的演化场景和主要的耗散机制。
2019-11-30 astro-ph.HE
Mechanisms of astrophysical jet formation, and comparison with laboratory experiments
喷流可以在年轻的恒星、X射线源、活动星系核（AGN）中观测到。射流的形成机理可分为规则射流、长时间连续射流和爆炸射流。连续机制与电动力学和辐射压力加速、厚盘内喷嘴中的流体动力学加速、相对论粒子束加速有关。爆炸喷流的形成与超新星、伽马射线暴和星系核爆炸事件有关。射流准直的机制可能与磁约束或外部气体压力有关。在实验中模拟了在实验室中用强激光束和等离子体聚焦形成射流的爆炸过程。
2019-05-15 astro-ph.HE
Magnetic Inhibition of Centrifugal Instability in Astrophysical Jets
近年来的研究表明，离心不稳定性在天体物理喷流的动力学过程中可能是重要的。然而，这些研究仅限于非磁化流的情况。在这里，我们探讨的作用，磁场内的牛顿和相对论的框架。由于喷流问题是相当复杂的，我们专注于更简单的问题，圆柱旋转和轴向磁场，这股显着的相似性，喷流问题，并考虑只有轴对称扰动。所研究的平衡配置涉及一个圆柱形的接口，他们是稳定的非磁离心和磁旋转不稳定性的地方，除了这个接口。我们使用一个启发式的方法来推导出局部稳定性的界面在磁场的情况下和数值模拟，以验证磁场的作用。理论和模拟同意相当不错的牛顿模型，但表明在界面处的旋转运动的高洛伦兹因子的限制相对论模型的潜在差异。通常，磁场设定临界波长，在该临界波长以下离心模式稳定。我们讨论了我们的研究结果的天体物理射流，这表明，离心不稳定性的发展，只有在相对较低的磁化射流的影响。也就是说，磁压力必须低于热压力，并且对于相对论情况，射流必须是动能主导的。
2019-06-20 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Scaling the Yield of Laser-Driven Electron-Positron Jets to Laboratory Astrophysical Applications
我们报告了在三个不同的激光装置上获得的新的实验结果，这些结果显示了定向激光驱动的相对论性电子-正电子喷流，其产额比以前获得的大30倍，正电子产额对激光能量的二次（~ E^2）依赖性。这种有利的缩放源于更高能量的电子的组合，由于增加的激光强度和MeV电子在mm厚的目标中的再循环。基于这种比例，第一性原理模拟预测了使用即将到来的高能激光设施产生的这种电子-正电子喷流在实验室中探测相对论无碰撞冲击物理的可能性。
2015-04-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Relativistic Magnetized Astrophysical Plasma Outflows in Black-Hole Microquasars
近年来，微类星体喷流引起了许多研究者的兴趣，主要集中在天体物理等离子体外流和各种喷流喷射。在这项工作中，我们专注于研究恒星黑洞双星系统喷流的电磁辐射和粒子发射，其特征在于喷流中的强子含量。这种排放的相对论磁流体动力学的背景下可靠地描述。我们的模型计算是基于费米加速机制，通过该机制的初级粒子（主要是质子）的射流被加速。因此，喷流中的一小部分热质子通过喷流等离子体中产生的冲击波获得相对论能量。从快（非热）质子与热（冷）质子的非弹性碰撞中，产生了二次带电粒子和中性粒子（π介子、K介子、μ介子、$η$粒子等）。以及从无线电波段到X射线甚至到非常高能量的伽马射线的电磁辐射。我们的主要目标之一是，通过适当的解决方案的输运方程，并考虑到各种机制，导致能量损失的粒子，研究强子天体物理喷流内的二次粒子浓度。在银河系MQs SS 433和Cyg X-1上测试了我们的方法之后，作为一个具体的河外双星系统，我们研究了位于银河系卫星星系大麦云中的LMC X-1。值得一提的是，对于LMC X-1系统的伴星O星（及其扩展的星云结构），几年前已经发表了使用VLT/UVES光谱数据的新观测结果。
2021-12-15 astro-ph.HE
Magnetic Fields in Astrophysical Jets: From Launch to Termination
从原恒星到银河系致密天体到活动星系核（AGN），在各种各样的系统中都观察到了长寿命的稳定喷流。磁场在通过各种介质发射、加速和准直射流方面起着核心作用。喷流在分子云或星际介质中的终止会沉积大量的机械能和动量，它们与外部介质的相互作用，以及在许多情况下观测到的辐射过程，都与它们携带的磁场密切相关。这篇综述集中于长寿命喷流中磁场的性质和结构，从它们从旋转磁化的年轻恒星、黑洞及其吸积盘发射到终止及以后。我们比较了这些不同系统的理论，数值模拟和观测结果，并解决了原恒星与AGN系统中相对论和非相对论喷流之间的相似性和差异。在观测方面，我们主要集中在喷流驱动的活动星系核，因为强大的观测约束其磁场属性，我们讨论了这些喷流的物理之间的联系在所有尺度上。
2012-05-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
The collimated propagation causes of astrophysical and laboratory jets
利用Z箍缩设施，可以进行控制良好和可诊断的实验室实验，研究实验室喷流，其标度参数接近年轻恒星喷流的标度参数。这使得观测天文观测无法达到的过程成为可能。这种实验在PF-3设施（库尔恰托夫研究所的“等离子体焦点”）进行，其中发射的等离子体发射沿着漂移室传播通过一米距离的环境。本文介绍了氦的实验结果，其中连续释放两个喷射被观察到。对这些结果的分析表明，在第一超音速喷射通过之后，在其后面形成具有低浓度的区域，即所谓的真空迹线，由于该真空迹线，随后的喷射实际上不经历环境阻力并且被准直地传播。本文中提出的两个喷射的传播的数值模拟证实了这一观点。使用比例律和适当的数值模拟的天体物理喷射，它表明，这种效果也可以是显着的年轻恒星的喷流。
2021-06-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Polarization of Astrophysical Events with Precessing Jets
具有吸积盘的中心致密天体（CCO，如黑洞）被认为是各种天体物理现象的共同中心引擎，如伽马射线暴（GRB）、潮汐扰动事件（TDE）和活动星系核（AGN）。由这样一个系统提供动力的喷流可能会由于CCO和吸积盘的角动量不对准而进动。这些现象的光变曲线中观察到的一些准周期行为可以在旋进喷流模型的框架内得到很好的解释。本文研究了旋进射流在这三种现象中的发射偏振。在有旋进喷流的无规磁场和环形磁场中，同步辐射的偏振角都是逐渐变化的，而在无旋进顶帽喷流中，偏振角只能发生$90^\circ$的突变。极化特性是周期性的，由于我们的模型中所作的假设。偏振观测对于确认伽玛暴、时间演化事件和活动星系核中喷注的进动性质是至关重要的。
2019-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Laboratory simulation of astrophysical jets within facilities of Plasma Focus type
天体物理过程的实验室模拟是等离子体物理研究的热点之一。最近在库尔恰托夫研究所的等离子体焦点型设施上进行了一系列新的实验。主要目标是研究射流稳定的机制，因为它可以传播的距离远大于其横向尺寸。固定气体填充的实验揭示了形成窄准直等离子体射流的制度，其头部在射流传播距离达100 cm时不宽于几厘米。PF-1000（IFPiLM，Warsaw，Poland）和KPF-4（SFTI，Sukhum，Abkhazia）实验旨在创建轮廓初始气体分布以控制环境等离子体中等离子体射流传播的条件。无量纲参数，即马赫数，雷诺数，和Peclet数，这是在实验过程中实现的估计表明，PF设施可用于YSO射流建模。未来的实验，这可以让一个了解的性质，在许多天体物理源观察到的稳定等离子体喷射，进行了讨论。
2018-08-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A Simulation Study of Low-Power Relativistic Jets: Flow Dynamics and Radio Morphology of FR-I Jets
本研究利用高分辨率三维相对论流体动力学模拟，探讨了低功率相对论喷流的流体动力学与射电形态，发现体洛伦兹因子等参数决定流动结构，且轻度相对论喷流可解释观测到的不对称性。
2024-09-27 astro-ph.HE
Constraining the Physical Conditions in the Jets of Gamma-ray Flaring Blazars using Centimeter-Band Polarimetry and Radiative Transfer Simulations. II. Exploring Parameter Space and Implications
我们分析了Aller等人提出的伽马射线耀变体0420-014、OJ 287和1156+295的喷流激波模型。（2014年，论文I），量化建模如何约束流的内部属性（低能谱截止，随机和有序磁场之间的分区），流动动力学（静态流动速度和方向），以及负责无线电频段燃烧的冲击的数量和强度。我们的结论是，良好的采样，多频偏振通量光曲线是至关重要的定义源属性。我们认为，很少，如果有的话，低能量粒子在这些流中，这表明没有夹带和有效的喷射材料，并为近似的随机和有序的磁场组件之间的能量均分，这表明有序的字段是建立从随机组件的非平凡的发电机行动，或后者产生的射流不稳定性，保持较大规模的，有序的流。我们提出的证据表明，孤儿无线电波段（没有伽马射线对应）和非孤儿耀斑之间的差异是由于更复杂的冲击相互作用在后一种情况下。
2014-12-08 astro-ph.HE
Jet stability, dynamics and energy transport
相对论喷流携带能量和粒子，从紧凑到非常大的规模相比，他们的初始半径。这是可能的，因为尽管它们具有固有的不稳定性质，但它们具有显著的准直性。在这方面的贡献，我回顾了国家的最先进的知识增长在这些飞机和几个稳定的机制，可能会给一个答案的问题的稳定性射流的不稳定性。特别是，在过去的几年里，我们已经了解到，光速所施加的限制为不稳定性设定了最大幅度，与经典喷流的情况相反。在这种稳定机制之上，具有小波长的不稳定模式的快速增长防止了射流的完全破坏和夹带。我还审查了几个非线性的过程，可以对银河系外和微类星体喷流的准直的影响。在这些，我注意到可能的原因，为decollimation和decelleration的FRI喷气机，而不是准直FRII的。最后，我总结了射流能够传播如此长距离的主要原因。
2011-11-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Development of a platform for experimental and computational studies of magnetic and radiative effects on astrophysically-relevant jets at OMEGA
本文介绍 OMEGA 激光装置上的新实验平台，可产生高速、高纵横比且柱对称的天体物理相关喷流，以受控实验和直接测量弥补天文观测不足。
2024-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.plasm-ph
Toy model for the acceleration of blazar jets
内容：从理论和观测的角度来理解天体物理喷流的加速机制一直是一项繁琐的工作。尽管近年来取得了一些突破，但在各方面，我们仍然缺少一个全面的天体物理喷流加速模型。目的：在这项工作中，我们试图构建一个简单的玩具模型，可以解释几个观测和理论结果，并允许我们探测blazar喷流的不同方面，通常无法观测。研究方法：我们使用玩具模型和文献中的洛伦兹因子估计来约束blazar的黑洞自旋和外压梯度分布。结果如下：结果表明：（1）该模型能再现由观测独立推断的M87喷流的速度、自旋和外压梯度，（2）耀变体中存在高自旋的黑洞，其中99%的BL Lac天体和80%的平谱射电类星体的自旋a>0.6;（3）BL Lac天体与平谱射电类星体的二分法可能与它们各自的吸积速率有关。利用该模型计算了75颗blazar星的自转和外压梯度。
2018-05-14 astro-ph.HE
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
The baryon loading effect on relativistic astrophysical jet transport in the interstellar medium
天体物理学相对论喷流的组成仍然不确定。通过动力学粒子模拟，我们发现，在喷流中的重子分量，或所谓的重子加载效应（BLE），严重影响相对论喷流输运动力学的星际介质。一方面，由于喷流电子通过布内曼诱导的静电波和韦伯介导的无碰撞激波从喷流重子中吸收了大量能量，相对论喷流可以在更远的距离内传输;另一方面，通过增加BLE，射流电子相空间分布可以由底部宽单峰结构转变为中心宽多峰结构，这在很大程度上影响所观察到的射流形态。相关的天体物理学研究的意义进行了讨论。
2018-09-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Progress in unveiling extreme particle acceleration in persistent astrophysical jets
宇宙中最强大的持续加速器是喷射的活动星系。耀变体，星系的喷流指向地球，主宰着河外的伽马射线天空。尽管如此，大多数高能粒子加速器很可能无法被探测到。这些极端耀变体的辐射能量峰值可超过10 TeV，是研究粒子加速和辐射过程的理想目标，并可能提供与宇宙射线和天体物理中微子的联系。在TeV能量下观测到的极端耀变体的数量越来越多，这对伽马射线宇宙学的出现至关重要，包括对河外背景光的测量，星系际磁场的严格限制，以及对人造加速器无法达到的能量下的奇异物理学的限制。在过去十年中取得了巨大的进展，这预示着未来，特别是随着切伦科夫望远镜阵列的部署。
2020-07-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Non-thermal radiation associated with astrophysical shock waves
本论文的主要目标是研究能够将粒子加速到相对论速度的天体中产生高能非热辐射的物理过程。特别是，我们已经研究了宇宙源产生的伽马射线发射与不同的空间尺度，从年轻的恒星物体到星系团，通过微类星体和活动星系核。在前一种情况下，我们使用IRAS 16547-4247和Abell 3376源的射电数据模拟了伽马射线发射。在后者中，我们已经开发了一个特定的辐射模型的基础上的外部介质的不均匀性与紧凑的对象所产生的射流的相互作用。具体地说，我们已经考虑了微类星体中的大质量恒星风团，以及活动星系核中宽线区的云，它们与源的喷流相互作用。在所有情况下，开发的模型使我们能够用新一代高能运行的仪器进行预测，如费米卫星和AGILE，切伦科夫望远镜HESS，MAGIC和即将到来的CTA。
2010-11-01 astro-ph.HE
Exploring the role of composition and mass-loading on the properties of hadronic jets
天体物理喷流是相对论性的外流，在相当多的数量级上保持准直。尽管经过数十年的研究，宇宙射线（CR）的起源仍然不清楚，但星系中心的超大质量黑洞和X射线双星（BHXB）中的恒星质量黑洞发射的喷流是CR加速的候选来源之一。当CRs在天体物理喷流中加速时，它们会引发粒子级联，形成γ射线和中微子。在所谓的强子情况下，加速的CR的人口需要大量的能量来正确解释光谱约束类似于一个纯粹的轻子的情况。所需的能量通常超过爱丁顿极限，甚至超过射流内可用的总能量。加速质子的确切能量来源尚不清楚，但由于沿喷流的能量守恒，它被认为是来自喷流本身，通过从磁场转移能量，或从流出的动能。为了解决这个强子能量问题，并自我一致地发展沿流的能流，我们探索了一种新的治疗方法，包括强子的内容，其中沿喷流/风边界的不稳定性发挥了关键作用。我们讨论了不同的喷流组合物的喷流动力学的一对占主导地位的电子-质子喷流，因此发射光谱，占轻子和强子过程的影响。最后，我们讨论了这种质量加载方案的影响，以解决质子能量的问题。
2023-01-16 astro-ph.HE
Astrophysical jets from boosted compact objects
我们进行完整的三维数值模拟的紧凑的对象，如黑洞或中子星，通过周围的力免费等离子体，增强均匀的磁化。我们研究射流的形成和能量提取从所得到的静态late time solutions.的实施适当的边界条件，使我们能够探索一个广泛的助推速度，发现射流功率尺度为$γv^2$（被$γ$的洛伦兹因子）。我们还探讨了问题的其他参数，如相对于渐近磁场的运动方向或包含黑洞自旋。此外，通过比较一个黑洞与一个完美的导电球在平坦的时空，我们设法解开曲率效应所产生的完美的导电表面。结果表明，当恒星的致密性增加时，这两种效应结合起来，进一步增强了中子星产生的光度。
2019-05-01 astro-ph.HE gr-qc
Astrophysical Jets in Relativistic Regime : Thermal and Radiative Driving
我们研究辐射在驱动黑洞周围喷流中的效率。将广义相对论引入到辐射驱动中，我们还证明了强引力场对辐射场的非线性影响，使广义相对论分析更有意义。由于射流的非锥形截面和辐射场的性质对射流动力学的影响，我们在靠近底部的射流中得到了内激波。内部冲击的理论证据是重要的，因为这些是解释射电源频谱的高能量尾部所必需的。在热驱动和辐射驱动下，电子-正电子混合物的喷流速度可达洛伦兹因子$γ\sim 10$，而电子-质子混合物的喷流速度可达洛伦兹因子$γ\sim 2$。我们还发现，AGN周围的河外喷流比微类星体周围的快。通过康普顿散射，我们得到，非相对论温度下产生的相对论喷流，有效地加热温度高达$T \sim 10^{11-12} \rm K$。此外，我们得到了跨音速解的相对论终端速度，在底部的约束状态的射流（即广义伯努利参数$E < 1$），重力是占主导地位的热驱动。在汤姆逊散射区，不能得到跨音速解。这表明辐射实际上具有更大的作用，因为它不仅加速了射流的未结合物质，而且即使在没有任何其他加速剂（如热加速）的情况下，加速也是有效的。详细分析了喷流变量与等离子体成分、盘内磁压、光度、吸积率、喷流几何形状和喷流发射能量等参数的关系。
2021-11-09 astro-ph.HE physics.space-ph
Science with an ngVLA: High-resolution Imaging of Radio Jets Launched by AGN
从活动星系核（AGN）喷出的等离子体是已知宇宙中能量最高的现象，并通过反馈过程在调节星系形成中起着关键作用。JVLA和VLBA通过高角分辨率全偏振成像和天体测量研究，在理解这些强大喷流及其环境的物理学方面发挥了不可或缺的作用。ngVLA通过中间基线弥合JVLA和VLBA之间的干涉测量差距，为探索VLBI成像的高洛伦兹因子pc尺度活动星系核喷流下游的中间区域提供了令人兴奋的新机会，在这些区域中，卷吸、减速、准直和粒子加速都发生了。在10秒到100秒毫角秒的尺度上对极其微弱的无线电发射进行成像的能力，将导致在解决有关活动星系核喷流的形成、结构和演化的一些最紧迫的问题方面取得新的突破。这些对于更完整地理解早期宇宙中超大质量黑洞和星系的形成及其随后的演化至关重要。
2018-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Hydrodynamical Mechanism for Generating Astrophysical Jets
每当在经典的吸积盘中，薄盘近似在一定半径的内部失效时，就会发生从Keplerian到径向下落轨迹的转变。我们表明，这种转变实际上是预计发生内部的某一临界半径，提供表面密度分布比$Σ(R) \propto R^{-1/2}$陡峭，而且，它可能对应于观测推断的现象厚热壁内部限制的程度，许多恒星吸积盘。下落的轨道将导致物质向非常中心的区域会聚和集中，其中大部分将简单地被中心物体吞噬。我们表明，通过微扰流体动力学分析，这将自然发展出一个很好的准直对极射流。第一个分析处理所描述的问题，证明了天体物理射流产生的纯流体动力学机制的可行性。这里探讨的纯流体动力学射流产生机制补充了现有的想法集中在磁场的作用，这可能占大规模的准直和稳定的射流。
2013-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Cosmic-ray cooling by dark matter in astrophysical jets
LAPTh, CNRS, USMB（拉普理论物理实验室，法国国家科学研究中心，萨瓦大学）；Center for Astrophysics and Space Science (CASS), New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校天体物理学与空间科学中心）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
研究通过多区喷流模型分析马尔卡121的多波段辐射，首次考虑喷流动力学不确定性，得出暗物质诱导宇宙射线冷却的5σ上限。
2026-01-08 astro-ph.HE hep-ph
Dissipation and particle acceleration in astrophysical jets with velocity and magnetic shear: Interaction of Kelvin-Helmholtz and Drift-Kink Instabilities
通过二维PIC模拟研究相对论对等离子体中KH与DK不稳定性的耦合，发现其破坏猫眼涡旋、增强耗散并驱动高效非热粒子加速。
2025-01-07 astro-ph.HE physics.plasm-ph
High energy emission from galactic jets
在这一章中，我们回顾了X射线双星的一些方面，特别是那些呈现稳定喷流的，即微类星体。由于它们与活动星系核（AGN）的接近和相似性，星系喷流源是检验宇宙范围内天体物理理论的独特实验室。由于最近的观测进展与新一代的伽马射线成像大气切伦科夫望远镜和鉴于即将到来的km 3大小的中微子探测器，我们特别关注可能的高能伽马辐射和中微子发射。在这方面，我们还评论了天体物理喷流存在于年轻的恒星物体，我们简要地讨论了与河外活动星系核和伽玛射线暴的异同。
2013-06-07 astro-ph.HE hep-ph
The roles of jets: CF, CCSN, PN, CEE, GEE, ILOT
我回顾了喷气膨胀的气泡在确定不同天体物理对象的演变中的作用。我讨论了已知喷流会使气泡膨胀的天体物理系统（冷却流[CF]星系团;年轻星系;中等光度光学瞬变[CRUTs];双极行星状星云[PNE]），以及推测有喷流膨胀气泡的系统（核心坍缩超新星[CCSNe];共同包络演化[CEE];掠食包络演化[GEE]）。在许多情况下，射流通过负射流反馈机制（JFM）起作用。当JFM失败或根本不起作用时，我会讨论结果。根据这种观点，一些非常有趣和充满活力的事件的存在归功于JFM的失败，包括恒星黑洞，伽马射线暴和Ia型超新星。
2015-08-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
