Energy Extraction from Spinning Black Holes via Relativistic Jets
长期以来，天体物理学家一直坚信黑洞的自旋能是吸积黑洞中相对论性喷流的动力来源。最近的两项进展加强了这一论点。首先，数值广义相对论磁流体动力学模拟吸积自旋黑洞表明，相对论喷流自发形成。至少在某些情况下，有明确的证据表明，大部分喷流能量来自黑洞，而不是盘。第二，测量了一些吸积恒星质量黑洞的自旋参数。对于来自这些系统的弹道喷流，我们发现喷流的射电光度与黑洞的自旋相关。这表明了黑洞旋转和喷流功率之间的因果关系，大概是由于广义彭罗斯过程。
2013-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Launching of jets by cold, magnetized disks in Kerr Metric
我们证实了曹最近的发现，在附近的快速旋转的黑洞射流可以发射离心冷，磁化磁盘，甚至几乎垂直形状的磁通量表面。通过在无力磁层近似下研究试验粒子的运动学，研究了在这种极端条件下产生的外流。磁离心发射的可能性非常好的准直中心流出周围的快速旋转的黑洞的影响进行了讨论，在AGN的喷流形成方案的一般情况下。
2010-01-20 astro-ph.HE
On the Linear Stability of Magnetized Jets Without Current Sheets - Relativistic Case
在我们以前的论文中，我们考虑了边界上没有电流片的磁化射流的非相对论线性稳定性分析。在本文中，我们扩展我们的分析相对论射流。为了寻找无电流片磁化相对论喷流的不稳定模式，我们将完全相对论磁流体力学方程线性化并数值求解。得到了箍缩模和扭结模不稳定性的色散关系。通过比较弱相对论性喷流（洛仑兹因子2）和中等相对论性喷流（洛伦兹因子10）的色散关系，发现具有较高洛伦兹因子的射流在收缩和扭结模式下的稳定性都显著提高。我们表明，列入目前的无片磁场在射流中进一步提高了稳定性。随着磁化强度的增加，箍缩和扭结模式的不稳定性逐渐变得更加稳定。我们还显示了不稳定模式的最大时间增长率和射流的洛伦兹因子之间的标度关系。对于我们研究的大多数模式，不稳定模式的最大时间增长率与洛伦兹因子成反比。然而，对于基本箍缩模式，它与洛伦兹因子的平方成反比。无论是否存在磁场，这种非常有益的比例关系都成立。
2017-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Linear Stability Analysis of Relativistic Magnetized Jets: The Minimalist Approach
本文提出一种极简线性稳定性分析方法，将问题化为一阶常微分方程并利用复函数辐角求色散关系，并应用于相对论性磁化天体物理喷流模型。
2024-04-16 astro-ph.HE
A new model for the X-ray continuum of the magnetized accreting pulsars
在双星系统中，吸积的高磁化双星是银河系中最亮的X射线发射体。虽然有一些高统计质量的宽带（0.1-100 keV）X射线观测，这些来源的光谱能量分布通常是采用纯现象学模型，而不是与吸积物理模型研究。本文利用BeppoSAX和Suzaku+NuStar数据，结合改进的compmag模型，对高质量X射线双星Cen X-3、4U 0115+63和Her X-1的X射线辐射进行了详细的光谱研究。后者提供了一个物理描述的高能量发射的吸积中子星，包括热和体康普顿的回旋和韧致辐射种子光子沿中子星吸积柱。compmag模型基于求解二阶偏微分方程的迭代方法，其收敛算法在本文的编写过程中得到了改进和巩固。我们的分析表明，宽带X射线连续的所有考虑源可以自洽地描述的compmag模型。回旋吸收的功能，不包括在模型中，可以占使用高斯分量。根据compmag模型与数据的拟合，我们推断出所有来源的吸积柱的物理性质，发现值合理地接近于根据我们目前对高磁化中子星吸积的理解而理论上预期的值。更新版本的compmag模型已被定制的物理过程中发生的高度磁化吸积中子星的列，因此，它可以提供一个更好的理解，从这些来源的高能辐射。
2016-02-13 astro-ph.HE
On the Linear Stability of Magnetized Jets Without Current Sheets: Non-Relativistic Case
在本文中，我们考虑不携带净电流且不具有电流片的磁化射流的稳定性（Gourgouliatos等人，2012）。将非相对论性MHD方程围绕背景速度和射流的磁场结构线性化。由此产生的线性方程数值求解内射流。我们发现，引入电流片自由磁场显着提高射流稳定性相对于未磁化的射流或磁化射流与电流片在其表面。这特别适用于基本的箍缩和扭结模式-它们在宽范围的长波长中被完全抑制，当演化进入非线性状态时，已知长波长对射流稳定性最有害。收缩和扭结不稳定性的反射模式也随着磁化强度的增加而逐渐变得更加稳定。
2015-02-27 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
Powerful jets from accreting black holes: evidence from the optical and infrared
黑洞吸积的一个常见结果是形成逃离系统的强大的相对论喷流。在星系中心的超大质量黑洞的情况下，这已经知道了几十年，但对于像我们这样的星系中的恒星质量黑洞，最近的进展才得出这个结论。在这里，审查的证据，支持存在的喷流吸积恒星质量的黑洞，从光学和红外波长的观测。特别是它被发现，有时，射流可以支配这些系统在这些波长的发射。此外，喷流与周围物质之间的相互作用通过热和非热过程产生大尺度的光学和红外辐射。在射流物理的背景下的证据，影响和应用进行了讨论。结果表明，许多属性的射流可以从这些研究中受到约束，包括它们所包含的总动能。主要结论是，像超大质量黑洞一样，吸积恒星质量黑洞的喷流动力学功率有时与它们的热辐射光度相当。未来的研究可以测试物体之间喷流特性的普遍性，并试图统一所有可观察到的吸积黑洞（即所有质量的黑洞）的喷流特性。
2010-01-08 astro-ph.HE
The different flavors of extragalactic jets: Magnetized relativistic flows
通过三维数值模拟研究磁化相对论性喷流在均匀环境中的传播，发现低磁化强度喷流减速至亚相对论速度并形成FR I形态，而高磁化强度喷流减速显著减弱。
2024-02-07 astro-ph.HE
Rarefaction acceleration of ultrarelativistic magnetized jets in gamma-ray burst sources
当一个磁主导的超快磁声伽玛暴喷流离开祖星时，外部压力支持可能会下降，喷流可能会进入弹道膨胀的状态，在此期间，它的磁加速变得非常无效。然而，最近的数值模拟表明，过渡到这一制度是伴随着一个突然的“突发”的加速度。我们证实了这一发现，并将加速归因于喷流的侧向膨胀--当喷流失去外部支持时，磁能在强磁声稀疏波中转化为动能。这种类型的加速度，稀疏加速度，是特定的相对论射流，因为它们的能量预算仍然可以占主导地位的磁能，即使在高度超快的磁声制度。就像外部约束磁化射流的准直加速度一样，它与磁通量表面的几何形状有关。在这两种情况下，在加速区的极向场线发散速度比在单极配置。另一方面，而准直加速度保持喷流开口角和洛伦兹因子的乘积略低于1，稀疏加速度允许使其显着更大，与余辉光变曲线中喷流中断的标准模型一致。
2010-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Polarized quasi-periodic oscillations reveal kink instability in magnetized jets of black holes
Department of Astronomy, School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院天文学系）
研究通过极化准周期振荡揭示黑洞喷流中磁化喷流的弯折不稳定性，解释了流量与极化度的反相关性，为理解喷流中的磁场结构和粒子加速提供理论依据。
2026-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Two Types of Ergospheric Jets from Accreting Black Holes: The Dichotomy of Fanaroff-Riley Galaxies
研究了不同吸积环境下黑洞转动能的提取。当吸积速率为中等时，吸积盘由外部薄盘和内部平流主导的吸积流组成。在这样的组合盘中，外部薄盘可以在事件视界维持中等强度的磁场，导致通过磁流体动力学彭罗斯过程形成具有中等亮度和速度的相对论喷流。另一方面，当吸积率增加到足够大时，圆盘在视界附近就变得几何上薄。在这个细长的圆盘中，密度较高的等离子体可以维持比组合圆盘中更强的磁场，从而通过Blandford-Znajek过程形成具有更大亮度和速度的喷流。讨论了前者与Fanaroff-Riley（FR）I星系有关，后者与FR II星系有关。
2012-11-07 astro-ph.HE
Linear Stability Analysis of Relativistic Magnetized Jets: Methodology
本文提出了一种线性稳定性分析方法，通过扰动圆柱轴对称稳态喷流并线性化相对论性理想MHD方程，推导色散关系以计算不稳定性增长率，并应用WKBJ近似及给出特定子情形的解析解。
2023-08-30 astro-ph.HE
Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets
我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$r\sim 15r_g$（引力半径）在一百倍的爱丁顿吸积率，并在较小的半径在较低的吸积率。双康普顿和回旋同步加速器调节日冕中的辐射和气体温度，而回旋同步加速器调节喷流中的温度。有趣的是，当吸积率下降到爱丁顿时，光学上薄的日冕发展，其气体温度$T\sim 10^9$ K是盘的黑体温度的$\sim 100$倍。我们的研究结果表明，双康普顿和同步加速器在超爱丁顿磁盘，磁化电晕，和射流的重要性。
2016-09-12 astro-ph.HE gr-qc
On the Linear Stability of Sheared and Magnetized Jets Without Current Sheets - Non-Relativistic Case
在之前的论文（Kim等人，2015）中，我们考虑了不携带净电流且不具有电流片的磁化射流的线性稳定性。在本文中，除了物理上动机良好的磁场结构，我们还包括射流剪切的影响。我们研究的喷流除了具有真实的磁场结构和速度剪切外，还具有有限的热压力。我们发现，剪切有强烈的稳定效果，对各种模式的射流不稳定性。增加剪切稳定在长波长和短波长的基本箍缩模式。增加剪切也稳定在短波长的第一反射箍缩模式。增加剪切只有一个非常温和的稳定作用的基本扭结模式在长波长，然而，增加剪切确实有很强的稳定作用的基本扭结模式在短波长。第一反射扭结模式通过在较短波长处增加剪切而强烈稳定。总的来说，我们发现，磁场和剪切的组合效果稳定射流比单独剪切。除了正式的线性稳定性分析的结果，我们提出了一种新的方式可视化和理解射流稳定性。这使我们对剪切磁化射流的增强稳定性有了更深的理解。我们还强调了我们的数值方法的价值，在了解与现实结构的射流的线性稳定性。
2016-03-01 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 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
Simulations of Gamma-ray emission from magnetized micro-quasar jets
在这项工作中，我们模拟$γ$ -射线中的强子喷流的紧凑的物体在双星系统称为微类星体。我们利用作为主要的计算工具的$3$ -D相对论磁流体动力学程序PLUTO结合在内部派生的代码。我们的模拟实验是指SS 433 X射线双星，恒星系统中的强子喷流已被观察到。我们研究了两个新的模型配置，采用强子为基础的发射机制。模拟的目的是探索依赖的$γ$ -射线发射的动力学，以及射流的辐射特性（流体动力学参数的质量流密度，气体压力，喷射物质的温度，高能量质子人口内的射流等离子体，等）。的两个新的方案的初始条件的微类星体系统的研究结果进行了比较，以前考虑的方案。
2018-08-01 astro-ph.HE
The structure of weakly-magnetized $ γ$-ray burst jets
伽马射线暴（GRB）喷流与密集介质的相互作用促进了沿喷流边界的局部流体动力学不稳定性的增长。在配套文件中，我们研究了流体动力学（未磁化）射流的演变，发现射流茧材料的混合会产生一个界面层，称为射流茧界面（JCI），它包含了系统能量的一个重要部分。我们发现，角结构的射流+ JCI，当他们达到同源相，可以近似为一个扁平的核心（射流）+幂律函数（JCI）的指数，取决于混合的程度。在本文中，我们研究了次优势的环形磁场对射流的演变和形态的影响。我们发现弱场可以稳定喷流以对抗局部不稳定性。混合的抑制减小了JCI，从而重塑了射流的爆发后结构。尽管如此，外流的整体形状仍然可以近似为一个扁平的核心+幂律函数，虽然JCI幂律衰减更陡峭。在长的伽玛暴射流中，弱场的影响更为突出，在那里，流体动力射流中的混合更强。在短的伽玛暴喷流中，弱磁化喷流和非磁化喷流都存在小的混合。这一结果影响了预期的射流发射，这是由射流的形态。因此，长伽玛暴的瞬发和余辉观测可以作为对喷注底部磁性的探测。
2020-08-19 astro-ph.HE
Rarefaction acceleration in magnetized gamma-ray burst jets
与长/软伽马射线暴相关的相对论喷流形成并最初在祖星内部传播。由于在穿过恒星表面后，它们会失去外部压力的支持，这些流动可以被模拟为绕着一个拐角移动。形成一个强的稳态稀疏波，侧向膨胀伴随着稀疏加速。我们调查的效率和一般特点，这种机制，通过整合的稳态，特殊的相对论，磁流体动力学方程，使用一组特殊的部分精确解在平面几何形状（r自相似的“角落”）。我们还推导出解析近似标度的超相对论冷/磁化，和流体动力学的限制。该机制在磁化流中比在纯流体动力流中更有效。它大大增加了洛伦兹因子，而对喷流的开口没有太大影响;它们的乘积的结果值可以比1大得多，允许余辉光曲线中可能的中断。这些发现是相似的轴对称射流的数值模拟由Komissarov等人和Tchekhovskoy等人，虽然在我们的方法中，我们描述的稀疏作为一个稳态的简单波和自洽计算的开放的射流，对应于零外部压力。
2014-07-18 astro-ph.HE
Linear stability analysis of magnetized relativistic jets: the nonrotating case
我们进行了线性分析的稳定性磁化相对论非旋转圆柱流在零热压力的近似下，只考虑m = 1模式。我们发现有两种模式的不稳定性：Kelvin-Helmholtz和电流驱动。Kelvin-Helmholtz模式被发现在低磁化强度和它的增长率依赖于很弱的间距参数。电流驱动模式被发现在高的磁化强度和增长率的值和波数的最大值增加，因为我们减少的间距参数。在相对论区域中，电流驱动模式分裂成两个分支，高波数处的分支的特征在于本征函数集中在射流核心中，而低波数处的分支的特征在于本征函数延伸到射流速度剪切区域之外。
2013-07-24 astro-ph.HE
Intermittent mildly magnetized jets as the source of GRBs
伽马射线暴（GRB）是由相对论喷流提供动力的，这些喷流在很宽的时间尺度上表现出不稳定性--从$ \sim $毫秒到秒。以前的数值研究表明，流体动力学（即，从可变发动机排出的（未磁化的）射流经受射流和茧状物质的强烈混合，这强烈抑制了GRB发射。在本文中，我们进行了3D RMHD模拟的轻度磁化射流的持续时间为0.1秒和1秒的功率调制，并在注入稳定的磁场。我们发现，当在发射场的射流磁化是$σ\sim 0.1$，初始磁化被放大的冲击流中形成的点，它强烈抑制重子加载。我们估计，一个显着的污染可以避免，如果在注射的磁能构成至少百分之几的射流能量。喷流从恒星中爆发出来后的变化时间尺度是由喷射周期而不是混合过程决定的，这表明在实践中，喷流喷射应该在短至$ \sim 10 $ ms的时间尺度上波动，以解释观察到的光变曲线。更好的稳定性被发现与较短的调制射流。我们的结论是，对于足够热的喷流，光球附近的洛伦兹因子可以足够高，以允许有效的光球发射。我们的研究结果表明，喷流与$ 10^{-2} < σ< 1 $注入的可变发动机与$ \sim 10 $ ms占空比是合理的长GRB的来源。
2021-04-14 astro-ph.HE
Reconfinement of highly magnetized jets: Implications for HST-1 in M87
在活动星系核喷流中偶尔会观察到静止的特征。一个值得注意的例子是M87中的HST-1结。这些特征通常被解释为流体动力射流中的再约束激波或坡印亭射流中的聚焦喷嘴。本文计算了外压作用下高度磁化射流的结构和洛伦兹因子。我们发现发展的强烈振荡过渡后，从陡峭的平坦的压力分布介质。推导了这些振荡的节点位置的解析公式。我们将该模型应用于M87喷气机，并表明，如果喷气机保持磁占主导地位的次千秒差距尺度，然后集中预计。如果喷流光度满足$L_j\simeq10^{43}$ erg/s，那么HST-1结的位置可以与最近测量的邦迪半径周围的压力分布相一致。然而，我们发现，在准直中断磁优势意味着超过$10^2$，非典型的FRI源的洛伦兹因子。如果渐近洛伦兹因子的值要小得多，那么在黑洞附近就需要大量的载荷。在这种情况下，HST-1可以与流体动力流的准直喷嘴相关联。
2016-09-05 astro-ph.HE
Modelling mountains on accreting magnetized neutron stars
Università di Pisa（比萨大学）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Università di Milano（米兰大学）；INFN, Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所，米兰分部）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所，比萨分部）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所，费拉拉分部）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）
该研究开发了纳入极向磁场、深地壳加热与地壳弹性耦合效应的模型，确定了影响吸积中子星形变的阈值吸积率，预测其连续引力波信号可被下一代探测器探测，为相关引力波搜寻提供了理论支撑。
2026-08-19 astro-ph.HE gr-qc
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
Neutrino emission from magnetized micro-quasar jets
用相对论流体动力学程序PLUTO模拟了微类星体系统中的强子喷流。我们专注于中微子发射的强子喷流内的热的快速质子（非热）碰撞产生的这样的喷流。我们采用半解析近似的描述产生的二次粒子从p-p碰撞和开发适当的算法使用上述注入质子作为输入。作为一个具体的例子，我们考虑的SS-433 X射线双星系统，在过去的几十年中已经进行了几次观测。在我们以前的工作中，我们采用了沿射流的快质子的预先设定的分布相反，在本论文中，我们模拟它通过使用幂律的快质子分布沿PLUTO流体代码。在急流前进通过计算网格的过程中，这种分布逐渐将周围的风扫到一边。作为第一步，在本工作中的中微子能谱提取模型喷流，促进了一系列潜在的动力学模拟在目前有趣的微类星体喷流系统。
2017-06-09 astro-ph.HE
A Magnetized Jet from a Massive Protostar
同步辐射普遍存在于活动星系核（AGN）和微类星体的相对论喷流中，但到目前为止，它在年轻恒星（YSO）喷流中的存在尚未得到证实。在这里，我们提出的证据偏振同步辐射所产生的射流的YSO。的明显的磁场，具有约0.2毫高斯的强度，是平行于射流轴，和偏振度增加朝向射流边缘，如预期的限制螺旋磁场配置。这些特征与活动星系核喷流中发现的特征相似，暗示了所有天体物理喷流的共同起源。
2010-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accreting Neutron Stars in 3D GRMHD Simulations: Jets, Magnetic Polarity, and the Interchange Slingshot
本文通过3D GRMHD模拟比较吸积中子星在吸积态与螺旋桨态下的平行和反平行磁极性，发现极性效应取决于盘是否进入共转半径内，并提出交换弹弓机制解释喷流抑制现象。
2023-11-07 astro-ph.HE
Linear stability analysis of magnetized relativistic rotating jets
在零热压力近似下，对磁化相对论旋转圆柱射流进行了线性稳定性分析。我们确定了几种模式的不稳定射流：开尔文-亥姆霍兹，电流驱动和两种离心浮力模式-环形和极向。Kelvin-Helmholtz模在低磁化强度下出现，其增长率对背景磁场的螺距参数和旋转的依赖性很弱。在高磁化强度下，发现电流驱动模式，随着背景磁场的节距参数的减小，电流驱动模式的增长率和最大增长对应的波数增大。该模式通过旋转而稳定，特别是在高磁化下。由于旋转而产生的离心浮力模式在磁化强度增加时也趋于更稳定。总体而言，相对于非相对论性射流，相对论性喷流似乎更稳定。
2019-02-27 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
Linear stability analysis of magnetized jets: the rotating case
本文在零热压力近似下对磁化旋转圆柱射流进行了线性稳定性分析。我们重点分析了旋转对电流驱动模式的影响以及旋转引入的不稳定模式。我们发现，旋转有一个稳定的影响，对电流驱动模式的旋转速度的顺序的阿尔文速度。旋转也引入了一个新的不稳定的离心浮力模式和“冷”磁旋转不稳定性。第一种模式类似于Parker不稳定性，离心力起着有效重力的作用。磁旋转不稳定性可以存在，但仅在参数空间的非常有限的区域中，并且从不占主导地位。电流驱动模式的特点是由大wavelenghts和主导在小值的旋转速度，而浮力模式成为主导旋转增加，其特征在于由小wavelenghts。
2016-07-06 astro-ph.HE
The Powers of Relativistic Jets depend on the Spin of Accreting Supermassive Black Hole
理论模型表明，活动星系核的相对论喷流的功率取决于中心超大质量黑洞的自旋和质量，以及吸积。在这里，我们报告一个样本的耀变体的档案观测分析。我们发现喷流动力学功率和超大质量黑洞的自旋之间存在显著的相关性。同时，我们利用多元线性回归分析了喷流动能与吸积、自旋和黑洞质量之间的关系。我们发现，超大质量黑洞的自旋和吸积是对喷注动能的最重要贡献。超大质量黑洞的自旋和吸积的贡献率均大于95%。这些结果表明，超大质量黑洞的自旋能量为相对论喷流提供动力。几乎所有费米耀变体的喷流产生效率都可以用围绕在快速旋转的黑洞周围的中等厚度的磁制动吸积盘来解释。
2021-04-09 astro-ph.HE
Magnetized advective accretion flows: formation of magnetic barriers in Magnetically Arrested Discs
讨论了大尺度强磁场在向外移动角动量中的重要性，以及在黑洞周围的对流、几何厚的亚开普勒吸积流中各种磁垒的可能来源。事件视界附近大尺度强磁场的产生是由于来自环境（如星际介质或伴星）的吸积气体由于磁通冻结而对磁通量的平流作用。在这个最简单的垂直平均的1.5维圆盘模型中，我们选择了黑洞周围圆盘所能维持的磁场的最大上限。在这个所谓的磁制动盘（MAD）模型中，吸积气体要么减速，要么面对事件视界附近的磁屏障积累的磁场取决于几何形状。磁障可能会把物质撞到无穷远。我们认为，这些类型的流动是积木式的吸积系统中产生射流和外流。我们还发现，在某些情况下，当物质在撞击屏障后试图回到无限远时，由于强引力和磁张力的累积作用，物质被另一个屏障阻止逃逸。这样，磁场可以将物质锁定在这两个屏障之间，这可能是幕式喷流形成的一个可能的解释。
2018-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Jet-environment interplay in magnetized binary neutron star mergers
本文报告了首个磁化sGRB喷流穿透真实磁化并合后环境的3D狭义相对论MHD模拟，克服了以往无磁场模拟的局限，揭示了磁场在喷流演化中的关键作用。
2023-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The internal structure of overpressured, magnetized, relativistic jets
这项工作提出了第一个表征的内部结构的超压稳定的超快磁声相对论射流与其主导类型的能量。为此目的，相对论磁流体动力学模拟不同的射流模型通过螺旋磁场进行了分析，覆盖了磁声马赫数特定的内能平面的广泛区域。这个平面的优点是，模型占主导地位的不同类型的能量（内能：热喷流;静止质量的能量：动力学为主的喷流;磁能：坡印廷通量为主的喷流）占据分离的区域。所分析的模型也涵盖了广泛的磁化。由内能主导的模型（即，热模型，或坡印廷通量占主导地位的喷流，其磁化强度大于但接近于1），具有丰富的内部结构，其特征在于一系列准静态激波，并呈现出流动洛伦兹因子（和内能密度）的最大变化。相反，在动力学主导的模型中，没有太多的内能或磁能被转换为动能，并且喷流没有特征，流动洛伦兹因子变化很小。穿过射流的显著环形磁场的存在在内能密度的横向分布中产生大的梯度。具有高磁化强度（>10）的坡印廷通量主导模型在磁箍缩模式下容易不稳定，这限制了秒差距尺度活动星系核喷流的预期磁化强度{和/或限制了它们的磁场配置}。
2016-09-12 astro-ph.HE
On the deceleration of Fanaroff-Riley Class I jets: mass loading of magnetized jets by stellar winds
在本文中，我们提出了稳态RMHD模拟，其中包括一个质量负载项研究射流减速的过程。质量负荷模仿注入质子电子等离子体从恒星风在宿主星系内到最初的对等离子体射流，平均恒星质量损失范围从$10^{-14}$到$10^{-9}\,{M_\odot\,yr^{-1}}$。空间射流演化覆盖了距射流喷嘴10~pc处网格中射流注入的$\sim 500\,{\rm pc}$。我们的模拟使用相对论气体状态方程和周围介质的压力分布。我们比较这些模拟与以前的相对论，非磁化射流的动力学模拟。我们的研究结果表明，环形磁场可以防止快速喷流膨胀和随后的嵌入进一步的恒星通过磁张力。在这个意义上，磁场避免了失控的减速过程。此外，当质量载荷足够大以增加射流密度并产生快速的、有差异的射流膨胀时，磁能通量转化为动能通量（即，磁加速）有助于相对于非磁化射流延迟减速过程。我们的结论是椭圆星系中典型的恒星星族不能解释经典FRI射电星系中的喷流减速。然而，我们观察到一个显着的变化，射流成分，气动参数和能量耗散沿其演变，即使是中等值的质量负荷。
2020-10-20 astro-ph.HE
Internal instabilities in magnetized jets
我们进行了广泛的线性稳定性分析的磁化圆柱射流在全球范围内。在通常援引的无力限制，我们专注于小规模的，内部的不稳定性触发的射流占主导地位的环形磁场，具有弱的垂直场和有限的热压力梯度的区域。这些区域很可能发生在远离喷流源和边界的地方，是磁能量耗散的潜在场所，这对于解释天体物理喷流中观察到的粒子加速和辐射至关重要。我们验证了Begelman的局部稳定性分析，通过验证最不稳定的模式的本征函数是径向本地化。这一发现使我们能够提出一个通用的稳定性标准中存在的弱垂直场。由于不稳定的热压力梯度和稳定的磁压力梯度之间的竞争，具有径向梯度的更强的垂直场使稳定性判据复杂化。尽管如此，我们认为，射流内部一般应受到快速增长，小规模的不稳定性，能够产生电流片，导致耗散。我们确定了一些新的不稳定性，而不是预测的本地分析，这是敏感的背景径向配置文件，但有较小的增长率比本地的不稳定性，并讨论我们的工作的相关性，最近的数值射流模拟的结果。
2018-10-03 astro-ph.HE
Magnetically-driven jets and winds from weakly magnetized accretion disks
盘流出的半解析模型已经成功地描述了来自开普勒吸积盘附近的磁驱动、自约束的超阿尔夫文喷流。这些喷射发射脉冲可用于高水平的盘磁化$μ$，定义为$μ=2/β$，其中β是通常的等离子体参数。在近均分的JED中，吸积是超音速的，喷流带走了大部分的圆盘角动量。然而，这些解决方案被证明难以与前沿的数值模拟进行比较，因为数值模拟显示出风一样的流出，但在小磁化的域中。在这项工作中，我们首次提出了自相似的等温解决方案的吸积-喷射结构在小磁化水平。我们阐明的作用，磁共振成像的结构在加速过程中，推动这类新的解决方案。磁盘磁化$μ$是主要的控制参数：大量的流出驱动的环形磁场的压力获得高达$μ\sim 10^{-2}$，而更稀薄的离心驱动的流出，在更大的$μ$值。广义参数空间和天体物理后果进行了讨论。我们相信，这些新的解决方案可能是理解天体物理盘驱动风或喷流的方式的垫脚石。定义射流作为自限流出和风作为非准直流出，我们提出了一个简单的分析标准的基础上的流出的初始能量含量，从风中区分射流。我们表明，射流的解决方案，实现在所有的磁化水平，而风只能在弱磁化磁盘功能加热。
2019-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Recollimation Shocks in Magnetized Relativistic Jets
我们对圆柱形非平衡超压相对论射流进行了二维特殊相对论磁流体动力学模拟。在射流与周围介质的界面处激发的激波和稀疏波的非线性相互作用，沿射流产生多个定常的准定常激波和稀疏结构。虽然最初的射流是运动学为主，我们已经考虑了轴向，环形和螺旋磁场，研究不同的磁场拓扑结构和强度的影响上的reclimation结构。我们发现，轴向场引入了更大的有效气体压力，导致更强的准定激波和稀薄，导致更大的流动变化。喷流助推力与初始磁场成二次方增长。另一方面，一个环形场导致较弱的再准直冲击和稀疏，修改后的第一次再准直稀疏和冲击射流结构显着。喷气推进系统地减小。相反，对于螺旋场，行为取决于磁节距，其现象范围介于轴向和环形磁场之间。然而，一般来说，螺旋形磁场产生更复杂的冲击和稀疏的子结构，靠近入口，显着修改射流结构。由不同的场结构和强度引起的激波结构的差异，可能对通过定常复准激波传播的扰动产生可观察的后果。
2015-06-19 astro-ph.HE gr-qc
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
Polarized radiation from the spreading layer of the weakly magnetized neutron stars
本文建立扩展层辐射模型，在史瓦西度规下计算斯托克斯参数，证明弱磁化中子星扩展层X射线偏振度不超过1.5%，为IXPE等任务的观测提供理论约束。
2025-05-05 astro-ph.HE
Laplace-Fourier linear stability analysis of non-relativistic magnetized rotational jets: mode identification by Hamiltonian analysis and the occurrence of mode transitions
本文对磁化旋转射流进行线性稳定性分析，通过Laplace-Fourier变换和Hamiltonian扰动识别KHI、KKI和MRI等不稳定模式，并发现随射流速度增加模式间会发生连续转变。
2025-09-12 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts from magnetized collisionally-heated jets
产生伽马射线暴（GRB）的喷流很可能携带相对于质子成分漂移的中子成分。中子-质子碰撞强烈加热喷流并产生电子-正电子对。我们调查这种加热产生的辐射使用一个新的数字代码。我们的结果证实了最近的说法，碰撞加热产生所观察到的带型谱的伽玛暴。我们将该模型扩展到研究磁场对发射光谱的影响。我们发现，频谱峰值保持在1兆电子伏附近的磁化参数$0<ε_B<2$，在我们的模拟探索的整个范围。随着$ε_B$的增加，光谱的低能量部分软化，并且在keV带中出现可见的软过量。光谱的高能量部分远高于GeV范围，并有助于费米/LAT观察到的即时发射。总的来说，碰撞机制产生的辐射光谱似乎与观测结果一致，没有对参数进行微调。
2011-06-26 astro-ph.HE
The effect of adiabatic losses on spectra of stationary jets and the origin of soft radio spectra of accreting black-hole sources
有人建议，绝热能量损失在静止射流中是无效的，其中射流膨胀与净功无关。在这里，我们研究射流解决方案没有他们，假设绝热损失平衡电子再加速。有效的绝热损失的情况下，使电子平流沿射流的一个重要的过程，我们解决了电子动力学方程，包括该过程。我们找到了解析解的情况下，锥形射流与平流和同步辐射损失。我们表明，占绝热损失的情况下，显示软的部分自吸收光谱的光谱指数$α<0$在无线电到红外制度的源需要沉积大量的能量在大的距离在射流。另一方面，这样的光谱可以解释为电子在射流中的平流。我们比较我们的结果的耀变体Mrk 421的静态光谱。我们发现，它的软无线电-红外光谱可以通过一个模型，没有绝热损失和平流的电子或绝热损失，但后者需要注入一个非常大的功率在很大的距离。
2019-02-13 astro-ph.HE
Radio monitoring of transient Be/X-ray binaries and the inflow-outflow coupling of strongly-magnetized accreting neutron stars
强磁化（$B\geq10^{12}$ G）吸积中子星（NS）是研究固体表面物体发射喷流的主要目标;而经典的喷流发射模型预测，这样的NS不能发射喷流，最近的观察和模型认为，否则。瞬变Be/X射线二进制（BeXRB）是关键的实验室探测这个探索不足的参数空间射流形成。在这里，我们提出了三个BeXRB在四个爆发的协调监测活动：巨型爆发的SAX 2103.5+4545，1A 0535+262，和GRO J1008-57，以及后者的I型爆发。我们在20次观测中的10次观测中获得了1A 0535+262的无线电探测，而其他目标在$20$ - $50$ $μ$ Jy的典型限制下仍未被探测到。1A 0535+262的射电光度与其演化的X射线光度正相关，并占据了$L_X$ - $L_R$平面的一个区域，延续了之前对BeXRB Swift J0243.6+6124观察到的相关性。我们测量了一个BeXRB $L_X$ - $L_R$耦合指数$β= 0.86 \pm 0.06$（$L_R \propto L_X^β$），类似于NS和黑洞低质量X射线二进制测量的指数。引人注目的是，偶联的$L_R$标准化分别比那两个比较样品低$\sim 275$和$\sim 6.2\times10^3$倍。我们的结论是，喷流排放可能占主导地位，在巨大的爆发的主峰，但只有在目前的无线电灵敏度附近或超级爱丁顿系统检测。我们讨论了这…
2022-08-31 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
Very Light Magnetized Jets on Large Scales - I. Evolution and Magnetic Fields
磁场，这无疑是存在于河外喷流和负责所观察到的同步辐射，可以影响喷流的形态和动力学及其与周围的集群介质的相互作用。我们研究的射流传播，形态和磁场结构的密度对比范围很广，使用全球一致的设置为射流相互作用和磁场。的MHD代码NIRVANA是用来进化的模拟，使用约束传输方法。在恒定的音速马赫数6的情况下，密度差在η= 10^{-1}和10^{-4}之间变化。射流是超磁超声和模拟两极由于低射流密度和强回流。螺旋形磁场主要局限于射流，使周围的介质保持不变。我们发现等离子体β \sim 10的磁场已经稳定并加宽了射流头。此外，它们被射流头中的剪切机制有效地放大，并且足够强以阻尼接触不连续性的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。茧状磁场被发现比从简单的通量守恒预期的更强，并且能够产生更平滑的波瓣，正如观测所发现的那样。弓形激波和喷流长度的演化是自相似的。无线电茧纵横比一般较高较重的射流和增长缓慢（大致自相似），而超压，但更快，当他们接近压力平衡与周围介质。在这种情况下，自相似模型不再适用。对于很轻的喷流，弓形激波的偏心率很低，而且马赫数也很低。茧状湍流和溶解的弓形激波在周围的气体中产生并激发波和涟漪。热化被认为是非常有效的低射流密度。
2009-08-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Quasi-Periodic Polarized Emissions from Kink Structure in Magnetized Relativistic Jets
本研究开发了偏振GRRT代码RAPTOR的狭义相对论模块RaptorP，基于3D SRMHD模拟揭示了磁化相对论喷流中CD扭折不稳定性导致的多波长偏振特征与准周期振荡，为解释blazar观测特征提供了理论依据。
2025-11-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Kelvin-Helmholtz instability at the boundary of relativistic magnetized jets
本文通过线性稳定性分析研究相对论性磁化喷流边界的开尔文-亥姆霍兹不稳定性，推导出色散关系解析解，并揭示波矢与磁场夹角决定喷流在亚阿尔芬或超阿尔芬条件下的不稳定性判据。
2023-06-16 astro-ph.HE
Resolving Doppler-factor crisis in AGNs: non-steady magnetized outflows
磁驱动喷流的非定常加速导致流的前部被加速到比相同参数的定常加速情况高得多的洛伦兹因子。较高的多普勒增强部分的流动可能占主导地位的blazar喷流的高能量发射。我们认为，在耀变体的GeV和TeV的排放产生的快速移动的前沿高度磁化的非静止喷射斑点，而无线电数据跟踪缓慢移动的整体流量。模型预测与最新的费米伽马射线和MOJAVE射电VLBI结果相比毫不逊色。
2010-04-14 astro-ph.HE
The propagation of long GRB jets through and beyond its progenitor star
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本研究通过多尺度模拟探讨长持续时间伽马射线暴前身恒星中喷流的传播，分析不同磁化程度恒星对喷流观测的影响。
2025-12-31 astro-ph.HE
ULX spectra revisited: Accreting, highly magnetized neutron stars as the engines of ultraluminous X-ray sources
目的：鉴于最近发现的脉动ULX和最近引入的模型，提出中子星（NS）作为ULX的中央引擎，我们重新审视（XMM牛顿和NuSTAR）光谱的18个著名的ULX，在寻找迹象，有利于这一新的假设。结果如下：我们确认，前面提到的，存在的低能量（<6千电子伏）的光谱翻转，并认为它可以被解释为热发射。光谱很好地描述了由一个“热”（>1千电子伏）和一个“冷”（<0.7千电子伏）的双热模型的黑体（MCB）。在假设“冷”MCD发射起源于NS磁层处截断的盘的情况下，我们发现我们样品中的所有ULX都与吸积到高磁化（B>10^12G）NS上一致。我们注意到磁场的强度、“热”热分量的温度和总的未吸收光度之间有很强的相关性。对NuSTAR数据的检查支持了这一解释，并证实了弱的高能（>15 keV）尾部的存在，最有可能是逆康普顿散射对MCB发射进行修改的结果。我们还注意到，明显的高能量尾部可能仅仅是使用具有固定梯度T~r^-0.75的标准MCD模型对具有非典型温度（T）与半径（r）梯度的MCB发射进行错误建模的结果。结论：我们为ULX的双热谱提供了一种新的物理解释。我们发现，最适合的导出参数，是在最近的预测，有利于超临界吸积NS作为一个大部分的ULXs的引擎非常一致。然而，模型之间的相当大的退化和缺乏明确的证据不能排除其他同样合理的解释。我们的研究结果值得进一步探索这个新的框架。
2017-10-24 astro-ph.HE
An evolving jet from a strongly-magnetised accreting X-ray pulsar
相对论喷流在整个宇宙中都可以观测到，从银河系双星系统到星系和星系团，它们在所有物理尺度上都强烈地影响着周围的环境。了解这些喷流形成的一个重要途径是描述它们发射的系统和环境。每当黑洞或中子星吸积物质时，它似乎不可避免地导致喷射的发射，唯一的例外是最常见的吸积中子星类型：那些具有强（$B \geq 10^{12}$ G）磁场的中子星。这个例外创造了强磁场抑制喷流形成的范例。在这里，我们报告了一个强磁性的中子星发射的喷流的发现，该中子星的吸积超过爱丁顿极限，反驳了这一长期存在的范式。喷流的射电光度比其他中子星的射电光度要暗两个数量级，这意味着中子星的性质在调节喷流功率方面起着重要作用。这种喷流探测需要对当前的中子星喷流模型进行根本性的修正，并为所有吸积系统的喷流理论开辟了新的检验。它还表明，超亮X射线辐射源的强磁场并不能阻止这些辐射源发射出射流。
2019-03-26 astro-ph.HE
Effects of Ambient Medium Profiles on the Evolution of Relativistic Magnetized Jets
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（同济大学李政道研究所）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Physics, Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学粒子物理、天体物理与宇宙学教育部重点实验室）
通过二维和三维相对论磁流体动力学模拟，探究分层环境介质中相对论磁化喷流的演化，推导扭结稳定性判据，计算多波段发射图，发现不同环境压力下喷流形态及辐射特征的差异。
2026-08-24 astro-ph.HE
