Evolution of the Magnetized, Neutrino-Cooled Accretion Disk in the Aftermath of a Black Hole Neutron Star Binary Merger
由致密双星合并形成的黑洞-环面系统是伽马射线暴（GRB）的可能发动机。在合并后残留物的早期演化过程中，环的状态是由中微子冷却和磁驱动加热过程的组合决定的，因此现实的模型必须包括这两种影响。本文利用谱爱因斯坦程序（SpEC）研究了磁化黑洞-中子星双星系统的并合后演化.我们使用有限温度的核物质状态方程，并在泄漏近似下考虑中微子效应。为了达到所需的精度，我们介绍了改进的SpEC的实施广义相对论磁流体动力学（MHD），包括使用立方体球多面体网格和改进的方法处理超音速吸积流原始变量恢复是困难的。我们发现，种子磁场触发一个持续的热源，但其热效应在很大程度上被抵消的吸积和扩展的环面从MHD相关的角动量输运。中微子光度在模拟开始时达到峰值，然后在前20 ms显著下降，但磁化和非磁化磁盘的方式大致相同。加热速率和盘的光度在此后下降得慢得多。这些演化特征对网格结构和分辨率、MHD方程的公式化和种子场强度不敏感，尽管湍流效应并不完全收敛
2017-10-20 astro-ph.HE gr-qc
Stellar transits across a magnetized accretion torus as a mechanism for plasmoid ejection
超大质量黑洞的近邻不仅包含吸积的气体和尘埃，而且还包含恒星大小的物体，例如晚型和早型恒星以及属于核星团的致密残骸。当通过吸积流时，这些物体会受到恒星风的直接作用以及它们的磁和引力效应的干扰。通过广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，我们研究了恒星的通道如何影响超大质量黑洞的气体环境。我们专注于吸积率的变化和出现的斑点等离子体的漏斗吸积环。我们比较的结果从二维和三维数值计算，已经开始与可比的初始条件。我们发现凌日恒星可以暂时抑制准定态的内流，而等离子体团可以沿着旋转轴附近的磁场线喷射出来。我们观察到的吸积变化的功率谱中的扰动运动的特征签名，这提供了一个途径，这些瞬态事件的多信使检测。最后，我们讨论了我们的结果与星系核多波长观测的联系，重点是十个有希望的源（Sgr~A*，OJ 287，J 0849 $+$ 5108，RE J1034 $+$ 396，1 ES 1927+65，ESO 253--G 003，GSN 069，RX J1301.9 $+$ 2747，eRO-QPE 1，eRO-QPE 2）。
2021-05-18 astro-ph.HE
A magnetized torus for modeling Sgr A* millimeter images and spectra
上下文位于银河系中心的超大质量黑洞人马座（Sgr）A* 在所有天体物理学黑洞中具有最大的角尺寸。它的影子，假设没有旋转，跨度约为50微弧秒。在新一代干涉仪在这十年中投入使用之前，天文仪器长期以来一直无法解决这样的尺寸。特别令人感兴趣的是事件视界望远镜，其分辨率约为20微弧秒，毫米波长范围为0.87毫米至1.3毫米。我们研究了完全广义相对论性的Komissarov（2006）分析磁化环面模型在厘米和毫米域中解释Sgr A* 处可观测约束的能力。还研究了磁场几何形状对观测量的影响。方法.我们计算射线跟踪厘米和毫米波长的同步辐射光谱和图像的磁化吸积环周围的中央黑洞在Sgr A*。我们假设系统是定态的、轴对称的、比角动量为常数的、多变的状态方程。热电子和非热电子的混合人口被认为是。结果我们表明，环面模型是能够在毫米域，特别是在可观察的域的EHT再现频谱约束。然而，环面模型还不能拟合厘米光谱。1.3在高倾角下的mm图像与可观察到的约束一致。结论.在未来的EHT的角度来看，环面模型的能力，占观察Sgr A* 在毫米域是有趣的。这种分析模型允许非常快速的计算。因此，它将是一个合适的试验台，用于研究大范围的物理参数，以及非黑洞紧凑物体候选者和替代的引力理论。
2014-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetized Accretion onto Neutron Stars: from Photon-trapped to Neutrino-cooled Flows
本文通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，首次将中子星周围的延伸吸积盘与自洽流体静力学大气相连，研究了从光子捕获流到中微子冷却流的转变，并建立了一维解析模型，对超临界吸积中子星的自旋和质量演化具有启示意义。
2025-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized Accretion Flows: Effects of Gas Pressure
研究了多方状态方程中轴对称磁流体吸积流对γ绝热指数的依赖性。这项工作是Moscibrodzka和Proga（2008）的扩展，在那里我们研究了流体动力学（HD）极限下2-D Bondi类吸积流的伽马依赖性。我们的主要目标是研究，如果模拟不同的伽马可以给我们的洞察到的问题，在几种类型的吸积系统，如黑洞双星（BHB），活动星系核（AGN），和伽马射线暴（GRB）中观察到的各种模式的吸积。我们发现，当γ>~ 4/3时，快速旋转流形成了一个由旋转和气体压力支持的厚环面。如前所示，γ =5/3，这样的环面产生一个强大的，持久的双极流出，可以显着减少缓慢旋转流的极漏斗吸积。对于低伽玛（接近1），环面很薄，并由旋转支撑。薄的环面产生不稳定的外流，这是太弱，传播整个极漏斗流入。与HD模型相比，MHD模拟结果表明磁化环面可以产生出流，并且不表现出规则的振荡。一般来说，我们的模拟演示了环面厚度如何影响流出生产。他们还支持的概念，即环面的几何厚度与功率的环面流出。我们的研究结果，适用于观测，表明环面的辐射冷却和变薄的能力，可以对应于一个喷气机的抑制，观察到在BHB从硬/低到软/高光谱状态的过渡和从静止到硬/低状态的活动星系核的过渡期间。
2009-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Electrically charged matter in permanent rotation around magnetized black hole: A toy model for self-gravitating fluid tori
本文提出了一种分析方法，研究了自引力带电流体在中心质量产生的球引力场和偶极磁场中的平衡问题。我们的计划提出，作为一个玩具模型，在气体/尘埃环周围的星系核超大质量黑洞的背景下。当中心的黑洞控制着引力场并且保持电中性时，周围的物质对环面结构具有不可忽略的自引力效应。通过充电机制，它还获得非零电荷密度，因此需要考虑这两种影响以实现自洽图像。与我们的方法，我们讨论了自引力的影响，表示为长期dt（环总质量的中心体的质量比），存在的平衡和形态和类型的环面的条件。通过与以前没有自重力的工作进行比较，我们表明条件可能会有所不同。虽然本文的主要目的是讨论带电，磁化，自引力环面的分类框架，我们也提到潜在的天体物理应用垂直分层流体配置。
2016-08-11 astro-ph.HE
Evolution of MHD Torus and Mass Outflow Around Spinning AGN
本文通过二维MHD模拟研究了旋转AGN周围吸积流，发现MRI湍流使角动量趋近Keplerian分布，磁场增强显著提升质量外流率且呈正相关，但黑洞自旋对质量外流无显著影响。
2023-10-24 astro-ph.HE
Papaloizou-Pringle Instability of Magnetized Accretion Tori
已知致密天体周围的热吸积环面易受全球流体动力学不稳定性的影响，即所谓的Papaloizou-Pringle（PP）不稳定性，它是由跨共转半径的非轴对称波的相互作用引起的，其中波型速度与流体旋转速率相匹配。然而，在各种天体物理情况下产生的吸积环（例如，类星体和中子星双星合并）很可能是高度磁化的。研究了不同磁场强度和结构的不可压环中磁场对PP不稳定性的影响。一般而言，环形磁场对PP不稳定性有显著影响：对于薄环（相对于外环半径的分数宽度远小于1），在具有相应的环形阿尔芬速度$v_{Aϕ}\go 0.2rΩ$（其中$Ω$是流动旋转速率）的大场强下，不稳定性受到抑制。对于流体动力学稳定的较厚环面（具有0.4阶或更大的分数宽度），对于足够强的磁场（具有$v_{Aϕ}\go 0.2 rΩ$），不稳定性开始。我们的研究结果表明，高度磁化的吸积环面可能会受到全球不稳定性，即使它是稳定的对通常的磁旋转不稳定性。
2010-09-16 astro-ph.HE
Axisymmetric equilibrium models for magnetized neutron stars in General Relativity under the Conformally Flat Condition
极强磁化的中子星，其磁场强度可达$\sim 10^{15-16}$ G，或称磁星，在过去的十年里受到了相当大的关注，因为它们被认为是软伽马重复源和异常X射线脉冲星的合理来源。此外，这类紧凑的物体被认为是一种可能的发动机，能够为长和短伽马射线暴提供动力，如果它们形成阶段的旋转周期足够短（~1毫秒）的话。如此强大的磁场预计会引起恒星的大量变形，从而产生引力波的发射。在这里，我们调查，通过数值模拟，轴对称的静态平衡的多方和强磁化的恒星在充分的广义相对论，在理想的磁流体动力学制度。假设度量的扩展共形平坦条件（XCFC），允许我们采用为X-ECHO代码引入的技术[Bucciantini & Del Zanna，2011，Astron. Astrophys. 528，A101]，被证明是准确的，有效的，稳定的。磁化中子星平衡的最新XNS代码已向社会公开（见www.arcetri.astro.it/science/ahead/XNS）。在这里检索的几个序列的模型，从纯粹的环形（解决文献中的争议）或极向的情况下，所谓的扭曲环面混合配置，预计是动态稳定的，这是第一次在非微扰制度解决。
2014-02-06 astro-ph.HE
The role of black hole spin and magnetic field threading the unstable neutrino disk in Gamma Ray Bursts
我们报告的第三阶段，我们的研究中微子冷却超吸积环面周围的黑洞，权力的伽马射线暴的射流。我们着重研究了黑洞自旋对环面性质的影响。数值求解了Kerr黑洞周围定常环面的结构。我们考虑了包括中微子捕获效应在内的核物质状态方程中微观物理学的详细处理。我们发现，在快速旋转的黑洞的情况下，在我们以前的工作中讨论的热不稳定性的增强和发展低得多的吸积率。我们还发现了从旋转黑洞到环面的能量转移的重要作用，通过磁耦合。
2009-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrino absorption and other physics dependencies in neutrino-cooled black-hole accretion disks
在致密天体合并或碰撞过程中形成的黑洞（BH）吸积盘可能是快速中子俘获（r-）过程的主要场所，但由于中微子转移和角动量输运的复杂性，决定电子分数（Y_e）的条件仍不确定。在讨论了相关的弱相互作用机制后，我们利用一组广泛的模拟研究了中微子吸收对Y_e的影响，包括有两个动量的中微子输运和没有中微子吸收的情况。我们改变了环面质量，BH质量和自旋，并研究了中微子率的静止质量和弱磁性修正的影响。我们还测试的依赖角动量输运处理比较轴对称模型，使用标准的α-粘度与粘性模型假设恒定的粘性长度尺度（l_t）和三维磁流体动力学（MHD）模拟。最后，我们讨论了核合成产额和基本的kilonova性质。我们发现，吸收将Y_e推向环面外部的约0.5，而内部将平衡值Y_e^eq增加约0.05-0.2。相应地，大量的喷出物部分被推到Y_e=0.25以上，导致镧系元素部分减少，并且比没有吸收的情况下更亮、更早和更蓝的千诺瓦。具有较高中微子光学深度τ的更紧凑的环面倾向于具有较低的Y_e^eq，直到τ ~1-10，高于τ的吸收变得足够强以逆转这种趋势。当采用l_t=恒定粘度（MHD处理）时，盘状喷出物的中子丰度较低（较高）。在我们的MHD模型中发现的类似太阳的丰度模式勉强支持了磁星盘是主要的r-过程场所，尽管强r-过程可能仅限于高质量下落速率的阶段，Mdot>~ 2 x 10^（-2）Msun/s。
2021-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-Phase Thermal Structure & The Origin of the Broad-Line Region, Torus, and Corona in Magnetically-Dominated Accretion Disks
California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过磁主导吸积盘模型揭示了尘埃环、宽线区及日冕等天体物理现象的热结构起源。
2025-05-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Three-dimensional GRMHD simulations of neutrino-cooled accretion disks from neutron star mergers
由两颗中子星（NS）或一颗中子星和一个恒星质量黑洞组成的合并双星通常会在残余黑洞或长寿中子星周围形成一个巨大的吸积环。从这些中微子冷却的吸积盘中流出的流是$r$过程核合成和产生千诺瓦的重要场所。我们提出了第一个三维，广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，包括弱相互作用和一个现实的状态方程的吸积盘在粘性时间尺度（$380\,\mathrm{ms}$）。我们见证了稳态MHD湍流的出现，一个磁发电机与$\sim\!20\,\mathrm{ms}$周期，并产生一个“热”盘日冕，发射强大的热外流的帮助下释放的能量作为自由核子重组成$α$ -粒子。我们确定了一个自我调节机制，保持中平面电子分数低（$Y_e\sim0.1$）在粘性的时间尺度。这个富含中子的储层又供给保持足够低的$Y_e\approx 0.2$值的流出物，以稳健地合成第三峰值$r$ -过程元素。准球形流出预计解除绑定$40\%$的初始磁盘质量与典型的渐近逃逸速度的$0.1c$，因此可能代表的主要质量喷射机制在NS-NS合并。包括中微子吸收，我们的研究结果与以前的流体动力学$α-$磁盘模拟，整个范围的$r$ -过程核从第一到第三$r$ -过程峰值可以合成的流出，在很好的协议与观测到的太阳系丰度。渐近逃逸速度和喷出物的数量，外推到适度较高的磁盘质量时，是一致的，需要解释的红色kilonova排放后，NS合并GW 170817。
2018-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical properties of magnetized low angular momentum accretion flow around a Kerr black hole
本文利用广义相对论磁流体力学模拟Kerr黑洞周围低角动量吸积流，发现中等角动量吸积流在黑洞附近密度、压力和温度最高且呈现非轴对称特性，为解释星系中心超大质量黑洞Sgr A*的复杂观测特征提供了可能解。
2024-03-27 astro-ph.HE
Synchrotron emitting Komissarov torus around naked singularities
本研究通过$q$-度规下磁化环面的光线追踪模拟，发现长球状形变（$q<0$）导致发射强度高于Schwarzschild时空，为区分裸奇点与黑洞提供了首个观测特征。
2023-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Instabilities in the Gamma Ray Burst central engine. What makes the jet variable?
这两种类型的长和短伽马射线暴都涉及到一个阶段的超爱丁顿吸积的热和密集的等离子体环到一个新诞生的黑洞。瞬发伽马射线发射起源于距离这个“中央引擎”一定距离的喷流，在大多数情况下是快速变化的，具有尖峰和子脉冲的形式。这表明了发动机本身的可变性质，对于这种可变性质，一个合理的机制是吸积流中的内部不稳定性。我们数值求解了中微子冷却环面的结构和演化。我们考虑到微观物理的详细处理，在核物质状态方程，包括中微子捕获效应。模型计算的史瓦西和克尔黑洞。我们发现，对于足够大的吸积率（> 10 Msun/s的非旋转黑洞，和>1 Msun/s的旋转黑洞，取决于它的自旋），盘的内部区域变得不透明，而氦核被光解。该区域压力的突然变化导致粘性和热不稳定性的发展，中微子压力的作用类似于亚爱丁顿盘中的辐射压力。在快速旋转的黑洞的情况下，不稳定性增强，并出现低得多的吸积率。我们还发现了重要的和可能进一步的不稳定的作用，从旋转的黑洞的能量转移到环面通过磁耦合。
2010-10-05 astro-ph.HE
X-ray transients from the accretion-induced collapse of white dwarfs
在一个有非简并伴星的双星系统中，白矮星的吸积诱导坍缩（AIC）有时会导致快速旋转和高磁化的中子星（NS）的形成。这个NS的自旋下降可以驱动强大的脉冲星风（PW），并带来一些可检测的多波长辐射。一方面，PW可以在几天内蒸发伴星，在NS周围形成一个环面。然后，由于PW被环面阻挡，可以在风中形成反向冲击，产生强烈的硬X射线。这种发射成分在几周内消失，在环面的内边界被破坏并冲刷成一个非常薄的圆盘之后。另一方面，PW与AIC喷出物之间的相互作用可以导致风的终止激波，这可以产生持久的软X射线发射分量。在任何情况下，只有在AIC喷出物对X射线透明之后，才能检测到系统内部深处的高能发射。同时，通过吸收X射线，AIC喷出物可以被有效加热并产生快速演变且发光的紫外线（UV）/光学瞬变。因此，预测的硬和软X射线发射，与UV/光学瞬变相关联，提供了用于识别当前和未来观测中的AIC事件的明确观测特征（例如，在2018年奶牛）。
2019-05-30 astro-ph.HE
Cyclic Zoom: Multiscale GRMHD Modeling of Black Hole Accretion and Feedback
提出循环缩放方法，通过粗化与细化循环及中心掩膜处理，在GRMHD模拟中高效捕获黑洞吸积的多尺度动力学，加速超10^5倍，并验证于多种吸积模型及长期演化。
2025-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-resolution magnetohydrodynamics simulation of black hole-neutron star merger: Mass ejection and short gamma-ray burst
本文报道了在日本超级计算机“K”上对黑洞-磁化中子星双星并合的高分辨率数值相对论模拟结果。我们专注于一个二进制的潮汐中断和随后形成的一个巨大的吸积环。我们发现发射热驱动的环面风，随后形成的漏斗壁以上的环面和磁层与准直极向磁场，和高Blandford-Znajek光度。我们第一次在自洽模拟中展示了这张照片。吸积环内部的非轴对称磁旋转不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性所引起的类顺磁运动是驱动质量吸积的媒介，并将吸积能转化为热能，从而导致强风的产生。通过深入的分辨率研究，我们发现，高分辨率是必不可少的，以绘制这样的图片。我们还讨论了r-过程核合成，放射性供电的瞬态发射，短伽马射线暴的含义。
2015-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The missing link: Merging neutron stars naturally produce jet-like structures and can power short Gamma-Ray Bursts
短伽马射线暴（SGRB）是宇宙中最明亮的爆炸之一，在不到一秒的时间内释放出我们银河系一年多所释放的能量。尽管经过几十年的观察，它们的“中央引擎”的性质仍然未知。考虑磁化中子星的双星系统，通过求解爱因斯坦方程，我们证明了它们的合并导致了一个被高温和高磁化环面包围的快速旋转的黑洞。持续时间超过35 ms，比以前的模拟时间长得多，我们的研究表明，磁流体动力学不稳定性放大了一个初始湍流磁场~ 10 ^{12} G，产生一个有序的极向场~ 10^{15} G沿黑洞的自旋轴，在一个半开角~ 30度，这可能会自然地推出一个相对论性喷流。我们的从头计算结果与SGRB观测结果的一致性表明磁化中子星的合并为SGRB的中心引擎提供了基本的物理条件。
2011-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
GRMHD Simulations of Accreting Proto-Magnetars I. Implications for Gamma-Ray Burst Jets and Energetic Explosions
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，西蒙斯数据科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）
通过GRMHD模拟吸积原磁星，揭示其可产生对应长GRB等的喷流与外流，磁层-盘相互作用及偶极场强度会影响喷流特性与自旋演化。
2026-09-02 astro-ph.HE
Late afterglows of GW/GRB 170817A
伽马射线暴是继第一次探测到中子星和低能中子星合并产生的引力波之后发生的，在许多方面都是不寻常的，挑战了我们对它们产生机制的理解。在以前的工作中，我们使用的相对论冲击和同步辐射的唯象公式来分析GW/GRB 170817 A的即时伽马射线发射。在这里，我们使用相同的模型来分析这一事件的后期余辉。主要的目标是看看是否同步辐射单独可以解释后期余辉。我们发现，一个温和的相对论流出合并与$\sim 1.2-3$的洛伦兹因子和ISM/circumburst材料之间的碰撞可以解释的意见，如果同步辐射自吸收的无线电发射和消光的光学/红外光子被考虑在内。或者，需要额外的X射线源来解释数据。这些结论与本文所用的模型无关，可以直接从数据中推导出来。我们还表明，在遇到环暴物质时，流出物可能仍然被轻度磁化。光学消光的起源可能是围绕BNS的一个富含尘埃的古老暗淡星团，这也有助于它的形成和合并。这样的环境避开了目前的观测限制，与我们从瞬发γ射线得到的关于祖先中子星性质和演化的结论一致。如果同步辐射是由密度壳层之间的碰撞产生的，那么消光可能发生在外流本身内部，而不是外部。额外X射线的一个合理来源是由千诺瓦产生的中重同位素的衰变，包括r过程和冷却电子的复合。这些过程的贡献应在今后的工作中量化。
2018-11-18 astro-ph.HE
Hyperaccreting Disks around Magnetars for Gamma-Ray Bursts: Effects of Strong Magnetic Fields
超吸积中子星或磁星盘通过中微子辐射冷却，可以成为伽马射线暴（GRB）中心引擎的候选者。磁星的强场$\geq10^{15}-10^{16}$ G对盘的性质有重要影响，甚至导致漏斗吸积过程。我们调查的磁星周围的磁盘上的强场的影响，并讨论这种吸积磁星系统的伽玛暴和GRB类事件的影响。讨论了盘面强场的量子效应，并利用MHD守恒方程描述了星盘相互作用产生的大尺度场耦合的盘面流的行为。一般来说，较强的场会产生较高的盘密度、压力、温度和中微子光度，并显著改变电子分数和简并态。磁化磁盘总是粘性稳定的阿尔芬半径以外，但将是热不稳定的阿尔芬半径附近的磁场在传递角动量和加热磁盘比粘性应力起着更重要的作用。漏斗吸积过程只有在极强的磁场下才是重要的，它会在阿尔文半径内产生一个磁层，并截断平面盘。由于漏斗吸积覆盖的磁星表面环状带区域温度较高，中微子发射较集中，吸积磁星的中微子湮灭率可远高于无场吸积中子星的中微子湮灭率。此外，中微子湮灭机制和磁星表面的磁驱动脉冲星风可以共同作用，沿着恒星的磁极产生和馈送超相对论性喷流。
2010-06-03 astro-ph.HE
Black hole accretion in gamma ray bursts
我们研究了伽马射线暴中心引擎中超吸积盘和外流的结构和演化。恒星质量的黑洞周围的环面由自由核子、氦、电子-正电子对组成，并由中微子辐射冷却。物质的吸积为相对论性喷流提供动力，而相对论性喷流是伽马射线瞬发的原因。在圆盘和流出物质中的中子的显著数密度将导致随后形成更重的核。我们研究核合成的过程及其可能的观测结果。我们还将我们的方案应用于2015年9月14日由两个高级LIGO探测器探测到的引力波信号的最近观测，并与二元黑洞系统的螺旋和合并有关。费米卫星观测到了一次可能与GW 150914事件有关的伽马射线暴。它的持续时间约为1秒，出现在引力波信号之后约0.4秒。我们认为，一颗坍缩的大质量恒星和一个近距离双星系统中的黑洞可能导致这一事件。伽马射线暴是由恒星残骸物质中产生的微弱中微子流提供动力的。在我们的模拟中再现了合并黑洞的低自旋和反冲速度。符合的引力波发射起源于坍缩的核心和伴随的黑洞的合并。
2017-01-26 astro-ph.HE
Three-dimensional GRMHD simulations of the remnant accretion disks from neutron star mergers: outflows and r-process nucleosynthesis
双星中子星的合并，或者中子星和恒星质量黑洞的合并，可以导致在旋转黑洞周围形成一个巨大的旋转环面。除了提供伽马射线暴喷流的准直介质外，这些盘的未束缚外流是质量喷射和快速中子俘获（r-过程）核合成的重要来源。我们提出了第一个三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的中微子冷却吸积盘在中子星合并，包括一个现实的状态方程在低密度和温度下有效，自洽的电子分数的演变，和中微子冷却通过一个近似的泄漏计划。经过磁绕组的初始磁场放大后，我们目睹了由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流的剧烈发作。磁盘迅速达到之间的平衡，从MRI驱动的湍流加热和中微子冷却，调节中平面电子分数到一个低的平衡值$Y_\text{e} \approx 0.1$。在380毫秒的模拟时间，我们发现，一个分数$\approx 20\%$的初始环面质量是不受约束的强大的外流速度$v \approx 0.03-0.1\,c$和电子分数$Y_\text{e} \approx 0.1-0.25$。通过核反应网络对流出物进行后处理，显示出稳健的第二和第三峰r-过程的产生。虽然与以前的轴对称流体动力学模拟的结果大致一致，外推我们的结果晚表明，总喷出物质量从GRMHD磁盘显着更高。我们的研究结果提供了强有力的证据，合并后的磁盘流出是一个重要的网站的r-过程。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Linking High-Energy Cosmic Particles by Black-Hole Jets Embedded in Large-Scale Structures
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是一个半个世纪的谜（Linsley 1963）。一个有趣的巧合加深了这个谜团：在能量的十个数量级上，UHECR，PeV中微子和各向同性亚TeV伽马射线的能量产生率是相当的，这暗示了一个大统一的图像（Murase and Waxman 2016）。在这里，我们报告说，强大的黑洞喷流聚集的星系可以提供所有这些现象的共同起源。一旦被喷流加速，限制在射电瓣中的低能宇宙射线就会被冷却;离开源的高能宇宙射线与磁化的星团环境相互作用，产生中微子和伽马射线;最高能量的粒子从主星团逃逸，并对观测到的100 PeV以上的宇宙射线做出贡献。该模型与观测到的UHECR的光谱，成分和各向同性是一致的，也解释了冰立方中微子和费米伽马射线背景的非耀变体成分，假设一个合理的能量输出从集群中的黑洞射流。
2018-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Secular Outflows from 3D-MHD Hypermassive Neutron Star Accretion Disk Systems
本研究通过三维MHD模拟超质量中子星吸积盘系统，发现其产生比黑洞-环系统更蓝更快的外流，并具有高电子丰度，为千新星观测提供潜在解释。
2023-08-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Radiation MHD Simulations of Soft X-ray Emitting Regions in Changing Look AGN
本文通过三维辐射磁流体动力学模拟，研究了变化外貌活动星系核中软X射线超的起源，成功再现了由逆康普顿散射冷却形成的温暖汤姆逊厚区域，并解释了其光度与磁场重联加热机制。
2024-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Zooming In On The Multi-Phase Structure of Magnetically-Dominated Quasar Disks: Radiation From Torus to ISCO Across Accretion Rates
本文通过辐射-热化学-磁流体动力学模拟，将类星体吸积盘的解析度细化至约 $3R_g$，探索了跨越1000倍范围的吸积率，发现磁主导的超磁化吸积盘偏离局部热力学平衡，湍流导致辐射压饱和，且在超爱丁顿吸积率下表现出内区辐射效率降低、极向磁场转变及强外流等特征。
2025-04-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
