Jets and outflows of massive protostars - From cloud collapse to jet launching and cloud dispersal
在一个全面的收敛性研究中,我们调查了必要的计算条件,以解决磁盘的形成和喷射发射过程,并分析可能的警告。我们探讨的磁流体动力学(MHD)过程的大规模星前核心崩溃的详细信息,包括分析所涉及的力量和他们的时间演变为两个自由落体时间。我们进行MHD模拟,结合非理想的MHD,自重力,和非常高的分辨率,因为他们从来没有实现过。我们的设置包括一个100 Msol的云核,它在自身重力下坍塌,自洽地形成一个致密的磁盘结构,并发射紧密准直的磁离心射流和广角风。我们的高分辨率模拟可以解决磁离心射流和磁压力驱动的外流,分别。外流的性质主要取决于空间分辨率。只有高分辨率的模拟能够区分磁离心发射,高度准直射流从一个缓慢的广角磁压力驱动塔流。在这两个流出分量中,塔流主导角动量输送。质量流出率主要由喷流与恒星环境相互作用的夹带物质决定,只有部分喷射介质直接从吸积盘发射。塔流只有在原来的包层大部分已经散开时才能充分发展。考虑到从盘表面发射的质量和从包层夹带的物质,我们发现10%的喷射吸积效率。非理想磁流体动力学是形成离心支撑的吸积盘的必要条件,并且吸积盘的大小强烈依赖于空间分辨率。
2018-11-16 astro-ph.SR
Wind-driven Accretion in Protoplanetary Disks. I: Suppression of the Magnetorotational Instability and Launching of the Magnetocentrifugal Wind
我们进行本地,垂直分层剪切盒MHD模拟原行星盘(PPD)的基准半径为1 AU,考虑到欧姆电阻率和双极扩散(AD)的影响。的磁扩散系数进行评估自洽从一个查找表的基础上平衡化学。我们首先表明,列入AD显着改变了传统的分层吸积的图片。没有净垂直磁场,系统演变成一个环向场占主导地位的配置与极弱的湍流在远紫外电离层,是太低效,以驱动快速吸积。在存在弱的净垂直场(中平面处的等离子体β ~ 10 ^5)的情况下,我们发现MRI被完全抑制,导致在整个盘的垂直范围内完全层流。一个强大的磁离心风发射,有效地带走磁盘角动量,很容易占所观察到的吸积率在PPD。此外,在物理盘风的几何形状下,所有的吸积流通过一个强电流层的厚度为~0.3H,是从磁盘中平面偏移的径向速度高达0.4倍的声速。欧姆电阻率和AD对于抑制MRI和风发射都是必不可少的。风的传输效率随着净垂直磁通量和FUV电离穿透深度的增加而增加。我们的层流风解对行星的行星形成和全球演化有重要意义。
2013-04-03 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Jet parameters for a diverse sample of jet-launching post-AGB binaries
喷流是后渐近巨星分支双星中的一种常见现象。由于双星的轨道运动,喷流在巴耳末轮廓中引起可变吸收。在以前的工作中,我们已经开发了空间运动学和辐射转移模型再现所观察到的巴耳末线的变化,并推导出喷流的空间运动学结构和质量损失率。在这里,我们将我们的喷流模型应用到五个后AGB双星具有不同的Hα线变化和不同的轨道特性。我们的模型很好地拟合了Hα线的变化。我们估计喷流的质量损失率之间的10-8 Mdot yr-1和10-4 Mdot yr-1,从中我们推断吸积率到同伴之间的10-7 Mdot yr-1和10-3 Mdot yr-1。这些吸积率是有点高于可以舒适地解释与合理的吸积源,但我们认为,在这些系统中的环双星盘是最有可能的源喂养的吸积,虽然吸积从后AGB星不能排除。这五个物体的变化性的多样性是由于它们的宽喷射锥与一系列的视角相结合,而不是物体之间的固有差异。观测的性质使我们不能轻易区分哪种喷流发射模型(恒星喷流、盘风或X风)更受青睐。总之,我们表明,我们的喷流模型包括的物理参数,成功地再现Hα线的变化和检索的结构和质量损失率的喷流的所有五个对象,代表了不同的样本银河系后AGB二进制。
2021-01-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
New Clues to Jet Launching: The inner disks in radio loud quasars may be more stable
射电噪类星体的喷流发射是天体物理学的基本问题之一。探索RL类星体和无线电宁静类星体(RQ类星体)内部吸积盘性质的差异可能会为这个谜团提供有用的线索。我们以前发现类星体的短期紫外/光学变化比长期的更蓝,即,即所谓的时间尺度相关的颜色变化。这与更快的变化来自内部和更热的盘区域的方案是一致的,从而提供了一个有用的工具来映射吸积盘,否则无法解析。在这项工作中,我们比较了紫外/光学变化的RL类星体在SDSS条纹82的几个RQ样本,包括那些在红移光度匹配的黑洞质量和/或颜色的幅度。我们发现,虽然RL和RQ人口出现蓝色时,他们变亮,RL类星体可能会显示出较弱/平坦的依赖时间尺度在他们的颜色变化。我们进一步发现,虽然RL和RQ人口平均表现出类似的变化幅度在长时间尺度上,RL源的快速变化出现较弱/较小(在观测者的框架中的时间尺度为~ 25 - 300天),并且在g波段的差异比在r波段更突出。如果RL类星体的内部吸积盘波动较小,则基于简单的玩具模型,非均匀盘模拟可以定性地再现这些观察到的差异。虽然这一发现的意义可能取决于模型,但它指出了一个有趣的图表,即RL类星体中的磁场可能会更强,并且在喷射发射和内部吸积盘的稳定性方面发挥着关键作用。
2018-11-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass-feeding of jet-launching white dwarfs in grazing and common envelope evolution
本文提出白矮星在共有包层或掠食包层演化中通过质量增长的吸积盘发射超爱丁顿喷流,并基于行星状星云形态和明亮红色新星证据,呼吁在相关模拟建模中纳入喷流。
2025-08-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Investigations of Protostellar Outflow Launching and Gas Entrainment: Hydrodynamic Simulations and Molecular Emission
我们调查原恒星外流演化,气体夹带,恒星形成效率使用辐射流体动力学模拟孤立,湍流低质量的核心。我们采用X风发射模型,其中的流出速率耦合到瞬时的原恒星吸积速率和演化。我们改变流出准直角从$θ$ =0.01-0.1,并发现,即使是很好的准直流出有效地扫过和夹带显着的核心质量。第0阶段的寿命范围为0.14-0.19百万年,这与观察到的0级寿命相似。核心的恒星形成效率介于0.41-0.51之间。在所有情况下,流出物在周围材料中驱动强烈的湍流。虽然最初的核心湍流是纯粹的螺线管的建设,模拟收敛到螺线管和压缩运动之间的近似均分,由于外流驱动和崩溃的组合。当一个集群的原恒星,这不是引力集中凝聚的模拟相比,我们发现,外流驱动器的运动,主要是螺线管。最后的湍流速度分散的核心的初始值的两倍左右,表明一个单独的外流是很容易能够补充湍流运动的次秒差距尺度。我们后处理的模拟,以产生合成的分子线发射图的$^{12}$ CO,$^{13}$ CO,和C $^{18}$ O和评估如何以及这些示踪剂重现的基础质量和速度结构。
2014-01-16 astro-ph.SR
Possible Time Correlation Between Jet Ejection and Mass Accretion for RW Aur A
对于活跃的T-Taur星RW Aur A,我们进行了长期(~10年)的监测观测:(1)使用Gemini-NIFS和VLT-SINFONI在[Fe II] 1.644微米发射线上进行喷流成像;(2)使用CFHT-ESPaDOns进行光学高分辨率光谱学;(3)使用CrAO 1.25米望远镜和AAVSO进行V波段测光。后两个观测证实了(A)与磁层吸积有关的Ca II 8542 A和O I 7772 A线剖面与(B)光学连续通量之间的时间变化相关性。喷流图像及其自行表明,在过去的15年里,该恒星发生了4次纽结喷射,间隔不规则,为2-6年。这些间隔的时间尺度和不规则性与光学光度数据中看到的调光事件的时间尺度和不规则性相似。我们的观察表明,显着的(Delta_V < -1 mag.)光度上升和喷射结喷射。再过几年的观察可能会证实或否定这一趋势。如果得到证实,这将意味着喷气发射区的位置非常接近恒星(r <<0.1 au),正如一些喷气发射模型所预测的那样。这样的结论对于理解恒星周围几个天文单位范围内的盘演化,以及在这些半径范围内可能正在进行的行星形成是至关重要的。
2020-07-31 astro-ph.SR
Collapse of a molecular cloud core to stellar densities: stellar core and outflow formation in radiation magnetohydrodynamics simulations
我们已经进行了平滑粒子辐射磁流体力学(SPRMHD)模拟的崩溃旋转,磁化分子云核心,形成原恒星。计算遵循的第一个流体静力学核心的形成和演化,崩溃,形成一个恒星的核心,从第一个流体静力学核心和恒星的核心,和恒星流出的第一个核心的残余物的爆发的流出。我们研究了磁场和热反馈对恒星外流发射过程的影响,发现磁场和热反馈对恒星外流的发射都有贡献。我们还跟踪恒星的核心,直到它们的质量达到20千万亿质量,并确定它们的性质。我们发现,在这个早期阶段,融合开始之前,恒星的核心半径$\approx 3$ R $_\odot$与径向熵的配置文件,增加向外(即对流稳定)和最小熵每重子的$s/k_{\rm B} \approx 14$在其内部。恒星核心的结构被发现是不敏感的初始磁场强度的变化。有了相当强的初始磁场,吸积到恒星的核心发生通过吸入磁化伪光盘与辐射损失可以忽略不计,而不是第一个核心,有效地辐射了释放的能量在吸积冲击在其表面。我们发现,磁场强度>10千克可以植入恒星的核心在出生。
2013-10-03 astro-ph.SR
Launching of Jets by Propeller Mechanism
我们进行了轴对称模拟磁盘吸积到一个快速旋转的磁化星的“螺旋桨”制度。模拟表明,螺旋桨可能是“弱”(无流出)和“强”(有流出)。这两个制度之间的差异的调查表明,外流只出现在磁盘和磁层之间的“摩擦”是足够大的情况下,当吸积物质通量不是很小。物质以一个宽锥形流出,并从圆盘的内部区域被磁离心喷射出来。在靠近轴的地方,有一个很强的、平行的、以磁场为主的能量和角动量的外流,这些能量和角动量是由恒星的开放磁场线携带的。螺旋桨的“效率”可能非常高,因为大部分进入的圆盘物质都被风从系统中排出。由于通过闭合场线与盘的磁相互作用和通过开放场线与日冕的磁相互作用,恒星快速自旋。这种机制可能会在磁化恒星在磁层边界以超开普勒速度旋转的各种情况下起作用。我们推测,在一般情况下,任何物体旋转的超开普勒速度可以驱动外流吸积盘,如果它们之间的摩擦是足够大的。
2009-01-27 astro-ph.SR
On the source of dense outflows from T Tauri Stars. and III. Winds driven from the star-disc shear layer
对经典金牛T星(cTTS)的紫外观测表明,大尺度喷流中存在一个热(Te ~ 80,000 K)和致密(ne ~ 1 e 10 cm-3)的成分。该热分量非常靠近射流的底部形成,提供了关于射流形成机制的基本信息。在这个系列中,我们已经研究了这个分量是否可以在盘风中形成,无论是冷的还是暖的。为了总结系列,从磁转子(星)和磁盘之间的接口喷射发射进行了研究。通过星盘相互作用的外流发射的数值模拟计算合成剖面。配置文件计算几种可能的配置的恒星场:偶极(与表面强度,B的1,2和5千克)或发电机美联储。也被认为是两种类型的光盘,被动或受到阿尔法/欧米茄发电机。这些轮廓已被用于定义观测图中各种模型的轨迹:对于SiIII]线的轮廓,色散与质心。批量运动产生的杠杆臂发射的射流变得更有效的轮廓越来越宽,然而,预测的轮廓是敏感的光盘倾斜。模型进行了比较与观测的SiIII]线与哈勃太空望远镜。此外,它示出的非平稳性质的星盘风产生的闪烁的轮廓在静止期间的线通量的变化约10%。在爆发时,吸积签名出现在配置文件连同增强的风,产生吸积和流出之间的相关性,从RU Lup,AA头和RW Aur观测报告。
2010-11-04 astro-ph.SR
Ejection Patterns in the DG Tau Jet Over the Last 40 Years: Insights into Mass Accretion Variability
本研究通过分析DG Tau长达数十年的喷流观测与光度数据,揭示了喷流抛射速度、发射点位置与恒星光度、吸积活动的强关联,阐明了质量吸积变率对喷流抛射模式的调控作用。
2024-01-16 astro-ph.SR
Probing the accretion-ejection connection with VLTI/AMBER: High spectral resolution observations of the Herbig Ae star HD163296
吸积和抛射是紧密相连的,代表了调节恒星形成的基本机制。然而,所涉及的确切物理过程尚未完全理解。我们提出了高角度和光谱分辨率的观测Br伽马发射区域的Herbig Ae星HD 163296(MWC 275),以探测这条线的起源和约束的物理过程发生在亚AU尺度的拱星区域。利用高光谱分辨率(R~12000)的VLTI-AMBER观测,研究了HD 163296 Br γ线的干涉光谱、波长微分相位和闭合相位。为了限制Herbig Ae星Br γ线的物理起源,将所有的干涉观测值与线辐射转移盘风模型的预测值进行了比较。在Br γ谱线内测得的能级明显增加,表明Br γ发射区比连续区更紧凑。通过将几何高斯模型拟合到连续校正的Br Gamma能级,我们推导出Br Gamma发射区的紧凑半径为~0.07+/-0.02AU(高斯半峰半宽;或环拟合半径为~0.08+/-0.02AU)。为了解释观测结果,我们发展了一个磁离心驱动的圆盘风模型。我们最好的盘风模型是能够再现,在误差范围内,所有的干涉观测,它预测的发射区的外半径为~0.04AU。然而,整个盘风发射区的强度分布延伸到~0.16AU。我们的观察,随着详细的建模的Br伽马发射区域,表明大部分的Br伽马发射在HD 163296源自盘风发射区,是五倍以上的连续尘埃边缘半径比以前的估计更紧凑。
2015-02-10 astro-ph.SR
Accretion disk wind during the outburst of the stellar-mass black hole MAXI J1348-630
该研究通过 NuSTAR 观测和 XSTAR 拟合 MAXI J1348-630 爆发中的吸收线,发现高速高电离盘风,并支持其由磁机制从内吸积盘驱动。
2023-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
A companion star launching jets in the wind acceleration zone of a giant star
通过进行三维(3D)流体动力学模拟,我们发现,喷气机的主序星同伴发射,因为它的轨道内的风加速区的渐近巨星分支(AGB)的明星可以有效地删除该区域的质量。我们假设在强风阶段,加速区的大部分气体没有达到逃逸速度。因此,在数值模拟中,我们以刚好低于逃逸速度的速度吹风。我们假设主序星伴星通过吸积盘吸积慢风中的质量,并垂直于赤道面发射两个相反的喷流。这种新颖的流动相互作用表明,通过发射喷流,在巨星外部的伴星,但足够接近,处于缓慢密集风的加速区,可以通过喷射一些气体来提高巨星的质量损失率,否则这些气体会落回巨星。喷流在风加速区内弯曲,在赤道面两侧形成一条带状喷射物质。喷流与风的相互作用包含了不稳定性,它将冲击喷流的气体与风混合,导致能量从喷流转移到风中。同样,我们的新模拟增加了进化恒星中喷射诱导外流形态的丰富多样性。
2020-01-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the collimation properties of jets with finite Poynting flux launched from Keplerian accretion discs
University of Cambridge(剑桥大学);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,天体物理学与行星学研究所);INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino(意大利国家天体物理研究所都灵天文台)
研究了磁化凯普勒吸积盘喷流的聚焦机制,发现自相似性并非必要,喷流在远距离产生稳定的再聚焦激波,影响喷流形状和加速效率。
2026-03-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Outflows and mass accretion in collapsing dense cores with misaligned rotation axis and magnetic field
外流和喷流与恒星的形成密切相关,并在致密核心和母云内重新分配质量,能量和角动量方面发挥重要作用。磁场和旋转之间的相互作用负责发射这些流出,其形成通常是在旋转轴和大尺度磁场之间的角度$α$为零的理想化系统中进行的。在这里,我们探索,通过三维理想磁流体动力学模拟,非零的$α$上的外流形成致密的恒星前核心的崩溃过程中的影响。我们发现,质量喷射是效率较低的角度$α$增加,流出基本上抑制$α\sim90^{\circ}$。一个重要的结果是相应地增加了绝热(第一)核心上的质量。此外,平均流速倾向于随着$α$而增加,并且未对准的配置产生经历旋进并且更倾向于不稳定性的clusterian、非均质流出。
2010-09-21 astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D III: Dependence of Accretion and Jet Properties on Stellar Magnetospheric Field Strength and Rotation
University of Michigan(密歇根大学);University of Virginia(弗吉尼亚大学);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校)
研究通过三维非理想磁流体力学模拟,探讨了恒星磁场强度和自转对吸积和喷流特性的影响,揭示了喷流结构稳定性与磁层-盘耦合的关系。
2026-07-09 astro-ph.SR
Global simulations of accretion flows onto perturbers embedded in magnetized disks -I. MRI and jet formation in ideal MHD
Charles University(查理大学);Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文研究所);Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所)
本研究通过高分辨率全局MHD模拟,揭示嵌入磁化吸积盘的低质量扰动体可自然形成带大尺度磁场的微型吸积盘及双极磁外流,为相关天体物理模型奠定基础。
2026-08-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
The outflow history of two Herbig-Haro jets in RCW 36: HH 1042 and HH 1043
低质量和中等质量年轻恒星(YSO)周围的喷流包含了其母恒星形成系统最近吸积和外流活动的化石记录。我们的目标是了解吸积/喷射过程是否在整个恒星质量范围内的父YSO相似。为此,我们已经获得了HH 1042和HH 1043的VLT/X-射手光谱,这两个新发现的喷流位于大质量恒星形成区RCW 36。HH 1042与中等质量的YSO 08576 nr 292相关联。在光谱中检测到超过90条发射线。高速(高达220公里/秒)的蓝移和红移排放从一个双极流中观察到典型的冲击示踪剂。在星云示踪剂中检测到来自背景云的低速发射,包括来自高电离物质的谱线。我们应用组合的光学和红外光谱诊断工具,以获得的物理条件(密度,温度和电离)的射流。测得的质量流出率为Mjet ~ 10^-7 Msun/yr。我们测量到HH 1042的高吸积率(Macc ~ 10^-6 Msun/yr)和Mjet/Macc ~ 0.1,与低质量源相当,并且与磁离心喷射发射模型一致。两个射流的打结结构和速度传播被解释为一个变量的流出率的化石签名。喷流两瓣的平均速度相当,但两瓣的Mjet和速度的变化并不对称,这表明吸积盘两侧的发射机制并不同步。对于HH 1042,我们构建了一个解释性的物理模型,其中包含随机或周期性的流出速率和弹道流描述。打结结构和速度传播可以用模型定性地再现,表明流出速度在100年量级的时间尺度上变化。
2012-12-17 astro-ph.SR
Self-consistent MHD simulation of jet launching in a neutron star - white dwarf merger
本研究使用AREPO代码模拟1.4$M_\odot$中子星与1$M_\odot$碳氧白矮星并合,发现白矮星瓦解形成吸积盘并驱动强磁化喷流,可能产生比千新星更亮的瞬变,且引力波频率适合分赫兹观测站探测。
2023-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Bipolar jets launched from magnetically diffusive accretion disks. I. Ejection efficiency vs field strength and diffusivity
我们研究了磁扩散吸积盘的喷流和外流的发射。利用PLUTO程序,我们求解了含时的电阻MHD方程,同时考虑了圆盘和喷流的演化。我们要解决的主要问题是,哪种圆盘能发射喷气机,哪种圆盘不能?特别是,我们研究了(湍流)磁扩散率的大小和分布如何影响质量负荷和射流加速。我们应用了基于α处方的湍流磁扩散率,但也研究了扩散率尺度高度大于圆盘气体压力的例子。我们进一步研究了喷射效率是如何由磁场强度。我们的模拟持续了高达5000动力学时间尺度对应于900个轨道周期的内盘。作为一般的结果,我们观察到一个连续的和强大的外流推出的内部部分的磁盘,扩大到一个准直射流的超快磁音速。对于长时间尺度的磁盘内部动力学的变化,由于外流喷射和磁盘吸积的磁盘质量减少。对于磁离心驱动的射流,我们发现,对于i)较少的扩散盘,ii)较强的磁场,iii)低极向扩散率,或iv)较低的数值扩散率(分辨率),流出的质量负载增加-导致具有高质量通量的更强大的射流。对于弱磁化,(弱)流出由磁压梯度驱动。我们进一步研究了不同发射方案下的射流渐近速度和射流旋转速度。我们发现较低程度的喷流准直比以前的研究,最有可能是由于我们修改的流出边界条件。
2012-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D II: Accretion-Fed, Star-Anchored Poynting Jets in the Low-Density Polar Cavity Powered by Disk-Magnetosphere Interaction
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute of Theoretical Astronomy, University of Virginia(弗吉尼亚大学理论天体物理研究所);University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校);Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada, Las Vegas(内华达大学拉斯维加斯分校内华达天体物理学中心);University of Florida(佛罗里达大学)
本研究通过三维磁流体动力学模拟,揭示了由盘-磁层相互作用驱动的低密度极性腔体中磁性主导的Poynting喷流形成机制,与传统磁塔机制相比,该模型展示了恒星磁层对对称喷流发射的促进作用。
2026-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
The role of initial magnetic field structure in the launching of protostellar jets
众所周知,磁场在恒星形成过程中起着至关重要的作用,特别是在原恒星盘的喷流和外流的形成中。恒星形成区域的磁场结构并不总是均匀有序的,经常包含磁湍流区域。我们提出了基于网格的,磁流体动力学模拟的崩溃1 $\,\mathrm{M}_{\odot}$云核,调查的影响,复杂的磁场结构外流的形成,形态和效率。我们比较了三种情况:均匀场,部分湍流场和完全湍流场,在所有三种情况下具有相同的磁能。我们发现,准直射流产生的均匀场的情况下,由磁离心机制驱动。在部分湍流的情况下也会形成外流,尽管较弱且准直性较差,但具有不对称的形态。从部分湍流情况下发射的流出物携带与均匀场情况相同的质量,但速度较低,只有均匀场情况下的动量的71 $\%$。在完全湍流场的情况下,我们发现根本没有显著的外流。此外,湍流的磁场最初降低了吸积率,后来导致圆盘破碎,形成多个原恒星。我们的结论是,一个均匀的极向分量的磁场是必要的驱动射流。
2019-03-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Jets from accretion disk dynamos: consistent quenching modes for dynamo and resistivity
本研究通过非理想 MHD 模拟探讨了吸积盘发电机对喷流发射的影响,发现引入发电机和磁扩散率的一致淬灭模型后,Blandford-Payne 机制能产生更准直但更慢的喷流,并在低 Coriolis 数下引发间歇性耀斑。
2022-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Shearing box simulations of accretion disk winds
在局部剪切盒模型中研究了磁驱动流出物从吸积盘中的发射过程,该模型允许研究吸积和角动量损失之间的反馈。在MRI稳定(高磁场强度)状态下,在一系列2D(轴对称)模拟中恢复了先前线性分析中发现的质量通量不稳定性。在仍然足以抑制MRI的低场强下,不稳定性在短的径向长度尺度上发展,并在适度的振幅下饱和。在高场强下,观察到一个长波长的大振幅的“丛”不稳定性,与几个轨道的增长时间。正如以前推测的那样,盘和外流之间的不稳定连接可能与在产生喷流的盘中观察到的时间依赖性有关。模拟的成功在很大程度上是由于一个有效的波传输上边界条件的实施。
2012-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
The magnetorotational instability as a jet launching mechanism
磁旋转湍流和磁驱动盘风通常被认为是独立的过程。然而,现实的天体物理圆盘预计会受到这两种影响,尽管可能在不同的时间和地点。我们在这里调查这两种现象之间的潜在联系,使用混合的数值和分析方法。我们特别表明,大规模的MRI模式,占主导地位的强磁化光盘(等离子体β ~10)自然产生磁驱动外流的非线性制度。我们发现,这些外流有许多相似之处,在文献中发现的本地和全球盘风的解决方案。我们还调查了这些外流的三维稳定性,并表明它们是不稳定的动态时间尺度。这些结果之间的过渡射流发射光盘和标准的“粘性”光盘的影响进行了讨论。
2012-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulating protostellar jets simultaneously at launching and observational scales
我们提出了第一个2.5-D MHD模拟的原恒星射流,其中包括在该地区的喷气发动magnetocentriculally在尺度长度$<0.1$ AU,并在那里观察到的规模长度$>10^3$ AU的传播射流。这些模拟,与新的AMR-MHD代码AZEuS进行,揭示有趣的条件之间的关系在磁盘表面,如磁场强度,和直接观测,如自行,射流旋转,射流半径,和质量通量。通过比较这些量与观测值,我们提出了直接的数值证据表明,磁离心发射机制是能够,本身,发射现实的原恒星射流。
2010-12-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
The impact of episodic outflow feedback on stellar multiplicity and the star formation efficiency
物质在年轻原恒星上的吸积伴随着外流的发射。观测表明,吸积,因此也流出,是偶发的。然而,情节流出反馈的核心规模的影响还没有得到很好的理解。利用光滑粒子流体动力学方法模拟了88个湍流稠密的$1 \, \mathrm{M}_{\odot}$核,研究了幕式外流反馈对恒星多重性和恒星形成效率的影响。原恒星由下沉粒子代表,它使用亚网格模型来捕捉恒星演化、盘内演化、幕式吸积和外流的发射。通过比较模拟与无情节流出反馈,我们表明,模拟与流出反馈再现年轻恒星星族的二进制统计,包括相对比例的单,二进制,三进制等和高发病率的双双星$q\geq 0.95$ ;模拟没有流出反馈。卷吸因子(总流出质量与初始喷出质量的比值)通常为$\sim 7\pm 2$,但如果核心中形成的恒星总质量较低和/或流出事件不频繁,则可能会高得多。通过减少形成的恒星的平均质量和形成的恒星数量,流出反馈将SFE减少了约2倍(与不包括流出反馈的模拟相比)。
2020-09-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust continuum radiation maps from MHD simulations of accretion-ejection systems around single and binary stars
该研究通过结合3D MHD模拟和辐射传输建模,揭示了双星系统中磁化喷流的发射特征,首次展示了盘-喷流结构的3D尘埃连续辐射图,为MHD模拟与观测特征的比较提供了新途径。
2025-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling YSO Jets in 3D I: Highly Variable Asymmetric Magnetic Pressure-Driven Jets in the Polar Cavity from Toroidal Fields Generated by Inner Disk Accretion
本文通过三维非理想MHD模拟揭示YSO喷流由极向空腔中环向磁压而非离心力驱动,并指出传统磁离心模型的速度关系不适用于估算喷流发射半径。
2025-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Global 3-D Radiation Magnetohydrodynamic Simulations for FU Ori's Accretion Disk and Observational Signatures of Magnetic Fields
FU猎户座是FU猎户座系统的原型,它是爆发的原行星盘。FU Ori的吸积盘中的磁场先前已经使用塞曼效应的分光偏振观测来检测。本文用全局辐射理想MHD方法研究了FU Ori的内吸积盘。我们发现:(1)当盘被垂直磁场穿过时,大部分吸积发生在z $\sim$ R处的磁主导大气中,类似于以前局部等温MHD模拟中的“表面吸积”机制。(2)在垂直场模拟中,产生了中等强度的盘风,其终端速度为$\sim$ 300-500 km/s,质量损失率为盘吸积率的1- 10%,与观测结果一致。在模拟中,盘形风不能用净环形磁场发射。(3)在单位光学深度处,圆盘光球既可以位于风发射区,也可以位于吸积面区。在这两个区域之间,磁场具有截然不同的方向和大小。我们的基准模型同意与以前的光学塞曼观测场的方向和幅度。另一方面,模拟表明,未来的塞曼观测在近红外波长或对其他FU猎户座系统可能会揭示非常不同的磁场结构。(4)由于盘风的能量损失,盘光球温度低于薄盘理论预测的温度,并且先前推断的盘吸积速率可能比实际吸积速率低$\sim$ 2-3倍。
2020-03-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Determining dispersal mechanisms of protoplanetary disks using accretion and wind mass loss rates
了解原行星盘的吸积和扩散的起源是研究行星形成的基础。最近的数值模拟表明,发射风是不可避免的磁盘进行磁驱动吸积和/或暴露于外部紫外线辐射。观测也暗示盘状风是常见的。我们将探讨如何风的质量损失率可以用来作为一个探测盘吸积和扩散。作为一个概念验证的研究,我们专注于磁离心风,MRI(磁旋转不稳定性)湍流,和外部photoevapotaion。通过开发一个简单的,但物理动机的磁盘模型,并将其与文献中的模拟结果相结合,我们计算的质量损失率作为外部UV通量的函数为每个机制。我们发现,不同的机制导致不同程度的质量损失率,表明盘吸积和分散的起源可以确定,通过观察风的质量损失率从每个机制。这一发现为行星形成提供了重要的启示。因此,这项工作表明,正在进行的和未来的观测风的质量损失率的原行星盘是至关重要的,以可靠地约束原行星盘如何随着时间的推移和如何行星形成发生在磁盘。
2022-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the response of massive main sequence stars to mass accretion and outflow at high rates
本文用一维恒星演化模型表明,大质量主序星在高速吸积时,若喷流同步移除过半新增外包质量,即可避免显著膨胀,从而解释多类双星明亮瞬变事件。
2025-01-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Large-Scale Poloidal Magnetic Field Dynamo Leads to Powerful Jets in GRMHD Simulations of Black Hole Accretion with Toroidal Field
吸积黑洞(BH)发射相对论准直喷流,在几十年的亮度和质量,这表明喷流发射机制是普遍的,强大的和无标度。理论模型和广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟表明,大尺度极向磁通量是形成喷流的关键因素。然而,它的起源是不确定的,也不知道它是否可以在原地产生或从周围介质中向内拖动。在这里,我们使用GPU加速GRMHD代码H-AMR研究全球三维BH吸积异常高的分辨率更典型的本地剪切盒模拟。我们证明,在径向扩展的吸积盘湍流可以产生大规模的极向磁通量原位,即使从一个纯粹的环形磁场。磁通量在黑洞周围积累,直到它变得具有动力学重要性,导致磁制动盘(MAD),并发射比吸积流更强大的相对论喷流。喷流功率超过以前的GRMHD环向场模拟的10,000倍。喷流没有表现出明显的扭结或箍缩不稳定性,在30年的距离内加速到$γ\sim 10$,并遵循与观察到的M87喷流相似的准直轮廓。
2022-08-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Investigating the asymmetry of young stellar outflows: Combined MUSE-X-shooter study of the Th 28 jet
本研究结合VLT/MUSE与X-shooter光谱数据,分析经典T Tauri星Th 28的双极喷流不对称性,发现蓝移喷流温度、密度、电离度更高,不对称性源于源区附近且为喷流固有,同时更准确测得质量吸积率高出此前350倍以上。
2024-12-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Wind accretion onto compact objects
与致密天体吸积相关的X射线辐射显示出重要的光度和光谱时间变化。当吸积体围绕一颗超巨星运行时,它会捕获一小部分超音速辐射驱动风,这些风在其附近形成激波。这种引力束流的振幅和稳定性决定了质量吸积速率,总的来说,这就是那些超巨星X射线双星的X射线光度。这种低角动量流入形成盘状结构的能力容易成为众所周知的不稳定性的阶段仍然岌岌可危。使用国家的最先进的数值设置,我们的特点是结构的Bondi-Hoyle-Lyttleton流到一个紧凑的对象,从冲击附近的吸积器,通常是五个数量级较小。详细描述了质量吸积率和在吸积体周围形成的弓形激波(横向结构、张开角、稳定性、温度分布)随来流的马赫数的演化。这些模拟的高性能计算MPI-AMRVAC代码的基础上的鲁棒性的内部音速表面的拓扑结构的支持,与理论预期一致。我们发展了一个超巨星X射线双星质量转移的综合模型,它将风的发射与恒星参数、修正的Roche势中流线的轨道演化和吸积过程耦合起来。我们表明,永久流的形状是完全由质量比,填充因子,爱丁顿因子和α-力乘数。只要轨道周期等尺度已知,我们就可以追溯可观测量来评估质量吸积率、吸积机制(流或风主导)和流入的剪切。
2017-07-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.comp-ph