Asymptotic theory of relativistic, magnetized jets
本文研究了相对论性热强磁化喷流在离源较远距离处的结构。导出了描述外部约束射流的准直和加速的渐近方程。找到了将热能转化为流体动能或坡印亭通量的条件。给出了射流准直角和洛伦兹因子的简单换算。
2010-12-12 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
Ambilateral collimation study of the twin-jets in NGC1052
近年来，随着射电干涉测量灵敏度和分辨率的提高，对活动星系核喷流准直和加速区的研究成为人们关注的焦点。尽管大部分活动星系核喷流在邦迪半径附近呈现出从抛物线准直到圆锥准直的变化，但少数源偏离了这一标准图像，包括射电星系NGC 1052。我们研究了喷流的宽度分布，它提供了关于中心发动机和吸积盘系统之间相互作用以及喷流的准直和加速区的有价值的信息。我们在2017年用VLBA在六个频率上观察了双面活动星系NGC 1052，并在2016年用RadioAstron在22 GHz上观察了它。这些数据与档案15，22和43 GHz多历元VLBA观测相结合。从脊线拟合，我们得到的宽度测量沿射流和反喷流，这是符合破幂律。我们发现，在约10^4 R_s（史瓦西半径）处，喷流准直轮廓出现了一个突变。下游的中断准直是圆锥形的幂律指数为1.0 - 1.2（圆柱0;抛物线0.5;圆锥1）。上游的幂律指数为0.36的接近射流既不是圆柱形的，也不是抛物线形的，和为0.16接近圆柱形的后退射流。两股射流在~10^3 R_S的距离处具有~30度的开度角，并且在破裂下游以<10度的开度角良好准直。有显着差异的上游准直轮廓之间的接近（东部）和后退（西部）射流。吸收或散射在周围的环面以及吸积风可以模仿一个圆柱形的轮廓。我们需要增加观测频率，这样才不会受到吸收的影响，才能找到10^4 R_s上游真正的喷流准直轮廓。
2021-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Relativistic Jets in the Accretion & Collimation Zone: New Challenges Enabled by New Instruments
喷流是吸积过程中无处不在的一部分，从活动星系（AGN）到X射线双星，甚至是新形成的恒星，都可以在各种各样的物体中看到。活动星系核喷流是由其宿主星系的超大质量黑洞通过磁场和流入物质之间的耦合加速的。它们是许多令人兴奋的现象的来源，并且可以深刻地影响较大的星系和周围的星系团。本白皮书指出了新技术可以在该领域取得的进展，重点是将射流加速到相对论速度并准直的区域。ngVLA和新的空间VLBI任务将提供更高的无线电角分辨率、灵敏度和保真度，穿透这一区域寻找更多的物体，并使我们能够解决喷流加速和准直物理学方面的基本问题。在其他波段的干涉测量将使我们能够直接探测耀斑成分。我们还强调需要旋光，这是必不可少的揭示磁场的作用和配置。
2019-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Linking accretion flow and particle acceleration in jets. I. New relativistic magnetohydrodynamical jet solutions including gravity
我们提出了一个新的，近似的方法来模拟重力存在下的相对论性喷流的加速和准直。这种方法在整个计算域中是自相似的，其中重力效应可以忽略不计，并且在通量管内是自相似的。这些解决方案适用于从小区域（例如，靠近吸积盘的内缘）。正如早期的工作所暗示的，气流可以会聚到旋转轴上，潜在地产生准直激波。在这个方法的第一个版本中，我们通过与非相对论性流动类比，推导出引力对相对论性方程的贡献。这种方法捕获了流动等离子体的相对论动力学引力质量，但不是由于内部热能和磁能。一个更复杂的治疗，从基本的广义相对论磁流体动力学方程，目前正在开发。在这里，我们提出了一个初步的探索参数空间，描述的影响模型参数的流动解决方案和准直冲击的位置。这些结果提供了新的，半解析模型的相对论性射流，可以约束附近的条件，通过拟合射流中断看到越来越多的X射线双星的黑洞的基础。
2012-09-21 astro-ph.HE
The collimation of relativistic jets in post-neutron star binary merger simulations
研究通过中微子辐射-GR-MHD模拟探讨双中子星合并中坡印廷通量主导喷流的传播，发现极腔促使喷流突破且抛射物将其准直至4-7度，与GW170817观测一致。
2023-03-13 astro-ph.HE
Jet collimation in NGC 315 and other nearby AGN
目的。星系中相对论喷流的准直是一个知之甚少的过程。到目前为止，在少数几个单独的对象中，已经进行了详细的无线电研究的喷流准直区域，提供了重要的约束喷流形成模型。然而，准直区的范围以及可能限制喷流的外部介质的性质仍然存在争议。方法.在这篇文章中，我们提出了一个多频率和多尺度分析的射电星系NGC 315，包括使用毫米VLBI数据高达86 GHz，旨在揭示喷流准直轮廓的演变。然后，我们考虑从文献中的结果比较喷流膨胀轮廓的样本中的27个低红移源，主要包括射电星系和BL Lac，低激发（LEG）和高激发（HEG）星系的吸积特性的基础上分类。结果：NGC 315的喷流准直在亚秒差距尺度上完成。在距中心发动机的$z_{t}=0.58\pm0.28$秒差距或${\sim}5\times 10^3$史瓦西半径（$R_{S}$）处检测到从抛物线到圆锥射流形状的转变，该距离远小于基于X射线数据估计的邦迪半径$r_{B}{\sim}92$ $\rm pc$。在我们的样品中，这个和其他几个LEG中的喷流最初可能被一个延伸到${\sim}10^3$ - $10^4$ $R_{S}$的厚圆盘所限制。所有来源的质量缩放射流膨胀剖面之间的比较表明，在高能量发电机的射流所包围的厚盘发射鞘和准直在较大的尺度上相对于LEG射流。这些结果表明，盘风在喷流准直机制中起着重要的作用，特别是在高光度源。本文还讨论了风对射电星系FR…
2020-12-29 astro-ph.HE
Asymptotic structure of Poynting dominated jets
在相对论中，坡印廷主导的外流，加速和准直是密切相关的。重要的一点是，洛伦兹力几乎被电力补偿，因此加速区跨越了很大的尺度范围。我们导出了描述相对论性轴对称磁流体流动的渐近方程。这些方程既不包含固有的小尺度（如光圆柱半径），也不包含几乎相互抵消的项（如电力和磁力），因此它们可以很容易地用数值求解。它们也适合于流动的定性分析，在许多情况下，它们甚至可以解析或半解析地求解。我们表明，一般有两个准直制度。在第一种状态下，残余的环向应力和电力被极向磁场的压力抵消，使得在离源的任何距离处，流的结构与适当的圆柱形平衡配置的结构相同。在第二个制度，极向磁场的压力是可以忽略不计的小，使流可以被认为是由同轴收缩磁环。在两种准直状态下，流动以不同的方式加速。详细研究了幂律分布的外压约束射流的结构。特别是，我们得到了简单的缩放的范围内的加速区，终端洛伦兹因子和准直角。
2009-03-30 astro-ph.HE
Magnetic collimation of meridional-self-similar general relativistic MHD flows
我们提出了一个模型的相对论性磁流体外流的克尔几何的脊柱。子午自相似性被调用，以获得接近极轴的半解析解。对沿某一特定场线的能量守恒的研究给出了射流准直的一个简单判据。这样的参数已经由Sauty等人在经典情况下导出，并且由Meliani等人在2006年扩展到Schwarzschild度规。我们将同样的研究推广到Kerr度量。我们发现，旋转的黑洞增加了磁自约束。
2014-05-30 astro-ph.HE
Dual-high-frequency VLBI study of blazar-jet brightness-temperature gradients and collimation profiles
在千秒差距尺度上，河外射电喷流表现出两种不同的形态，与它们的功率有关：准直的高功率喷流以明亮的终止激波结束，低功率喷流在靠近核心处开放，并显示出更弥散的表面亮度分布。这种形态学上的二分法的出现在秒差距尺度上的最里面的射流区域可以研究与甚长基线干涉（VLBI）的耀变体的射电观测，其中的喷流发射强烈的多普勒增强由于相对论散装运动在小角度之间的喷流方向和视线。我们试图在秒差距尺度上描述平谱射电类星体（FSRQ）和BL Lacertae天体（BL Lac）的秒差距尺度射电喷流的几何形状和发射轮廓，以推导出不同类别河外喷流的磁场、环境和能量学特性。我们分析了15个FSRQs，11个BL Lac和两个射电星系的VLBI射电数据，分别包含在MOJAVE数据档案和波士顿大学BU blazar组样品档案在15 GHz和43 GHz。我们推导出沿射流轴的亮度-温度和射流宽度梯度的参数化射流使用二维高斯亮度分布。在大多数BL Lac天体中，沿喷流轴的直径和亮度-温度梯度通常可以很好地用单次幂定律描述，而FSRQs的喷流表现出更复杂的行为，并且在更大的物理尺度上保持更强的准直。我们在Bondi球外的BL Lac天体3C 66A、Mrk 421和BL Lacertae、射电星系3C 111和FSRQs CTA 26、PKS 0528 + 134、4 C +71. 07、4 C +29. 45和3C 279中…
2021-12-08 astro-ph.HE
Jet collimation and acceleration in the giant radio galaxy NGC 315
利用多频甚长基线阵列观测和高灵敏度阵列和甚大阵列的数据，研究了附近巨型射电星系NGC 315中喷流的准直和加速。我们发现，射流的几何形状从半抛物线形状过渡到一个圆锥/双曲线形状的距离为$\approx10^5$引力半径。我们约束频率依赖的核心位置，从我们找到的喷气基地。抛物区域的喷流准直轮廓与最外层极向磁场线的稳态轴对称无力电动力学解吻合得很好，该极向磁场线锚定在赤道面上的黑洞事件视界上，类似于附近的射电星系M87和NGC 6251。从喷流和反喷流之间亮度的不对称性导出的速度场显示出在发生喷流准直的区域中逐渐加速到体积洛伦兹因子$Γ\sim 3$，从而证实了喷流加速和准直区的存在。这些结果表明，射流被周围介质的压力准直，并通过将坡印亭通量转换为动能通量来加速。我们发现在一个有限的距离范围内，我们的数据的角分辨率是足够的解决喷流横向结构的边缘增亮。这表明，要么射流具有快速的内部和缓慢的外部层的分层速度场或粒子加速过程是更有效的外层由于与环境的相互作用在pc尺度上。
2020-12-28 astro-ph.HE
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
Collimation of the relativistic jet in the quasar 3C 273
从超大质量黑洞（SMBH）附近发射的相对论喷流在活动星系核（AGN）中心的准直是理解活动星系核喷流性质的关键问题之一。然而，很少有人知道详细的喷流结构的活动星系核类星体，因为非常高的角分辨率需要解决这些对象。我们提出了非常长的基线干涉（VLBI）观测的原型类星体3C 273在86 GHz，全球毫米VLBI阵列进行，首次包括阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列。我们的观测达到了高角分辨率$\sim$ 60 ${\rm μ}$作为，解决了以往的规模上的$\sim 10^5$史瓦西半径的射流的最里面的一部分。我们的观测，包括在15，22和43 GHz的3C 273的近时间高灵敏度阵列观测，表明内部喷流准直抛物线，而外部喷流扩展圆锥形，类似于附近其他低光度AGN的喷流。我们在$10^{7}$史瓦西半径附近发现了喷流准直突变，为类星体喷流的结构转变提供了第一个令人信服的证据。3C 273的准直中断的位置在中心SMBH的重力影响球（SGI）的下游。与其他活动星系核喷流的结果相比，我们的结果表明，活动星系核喷流的准直区的末端不仅由SMBH的SGI控制，而且还由中心核的更多样化的属性控制。
2022-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Dependence of Gamma-Ray Burst Jet Collimation on Black Hole Spin
本研究利用GRRMHD代码\ ubhlight探究黑洞自旋对磁驱动伽马射线暴喷流准直的影响，发现高自旋黑洞产生更窄喷流，为观测到的长伽马射线暴喷流张角与红移的相关性提供了中心引擎性质层面的新解释。
2024-05-14 astro-ph.HE
MOJAVE XII: Acceleration and Collimation of Blazar Jets on Parsec Scales
我们报告的329个功能在95 blazar喷流从MOJAVE VLBA计划的加速性能。近一半的特征和四分之三的射流显示出速度和/或方向的显著变化。在一般情况下，明显的速度变化明显大于方向的变化，表明射流特征的洛伦兹因子的变化主导了观察到的速度变化，而不是沿视线的弯曲。观测到的加速度倾向于增加喷流底部附近特征的速度，即预计的$\lesssim 10-20$秒差距，而在较长距离处降低它们的速度。单个喷流在固定距离处的视速度范围可以跨越几个因子，表明激波特性和几何形状可能影响视运动;然而，我们认为，喷流特征在原点附近速度增加的广泛趋势是由于喷流流出到$10^2$秒差距量级的去投影距离的总体加速，超过该值，流动开始减速或保持几乎恒定的速度。我们估计内在的变化率的星系框架的顺序$\dotΓ/Γ\simeq 10^{-3}$到$10^{-2}$每年可以导致总的洛伦兹因子的几个因素的变化在这里观察到的长度尺度上的洛伦兹因子。最后，我们还发现了在$\lesssim 10$秒差距的投影距离处射流准直的证据，其形式为非径向运动和弯曲加速度，其倾向于更好地将特征与内部射流对准。
2014-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
W50 morphology and the dynamics of SS 433 formation
本文提出SS 433喷流在超新星遗迹内部环境压力作用下于约40 pc下游处发生准直，从而同时解释了W50的形态和TeV伽马辐射的起源，并推断进动锥角随时间增大由洛希瓣溢出驱动。
2024-03-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Collimation of the kiloparsec-scale radio jets in NGC 2663
我们提出了高度准直的射电喷流的发现，跨越附近的椭圆星系NGC 2663周围的总的355千秒差距，并可能首次检测到千秒差距尺度上的准直。到星系的小距离（~28.5 Mpc）使我们能够解析部分喷流以检查它们的结构。我们结合多波长数据：Murchison Widefield Array（MWA），澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）和澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）的无线电观测，以及Chandra，Swift和SRG/eROSITA的X射线数据。我们目前的强度，旋转措施，偏振，光谱指数和X射线环境地图。南部喷流的区域同时变窄和变亮，这可以解释为外部环境压力对喷流的重新校准，尽管它也与间歇性的活动星系核（AGN）或复杂的内部喷流结构一致。X射线数据表明，环境是非常差的;如果喷流确实是平行的，那么大的平行尺度（40 kpc）与低密度环境中的缓慢喷流是一致的。
2022-08-06 astro-ph.GA 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
Relativistic Jets in Active Galactic Nuclei und Microquasars
准直外流（喷流）似乎是一种普遍存在的现象，与物质吸积到致密物体上有关。尽管这种普遍存在，射流的许多基本物理方面仍然知之甚少，受到限制。这些问题包括：喷流的发射和加速机制、这些过程与吸积流的性质之间的联系、磁场的作用;喷流在中心吸积天体数万甚至数百万引力半径范围内准直的物理学;喷流的物质含量;将粒子加速到TeV的区域的位置（甚至可能是PeV和EeV）能量（如从许多喷流源观测到的伽马射线发射所证明的）和负责这种粒子加速的物理过程;引起观测到的多波长发射的辐射过程;以及磁场的拓扑结构及其在射流准直和粒子加速过程中的作用。这一章回顾了我们目前对相对论性喷流的理解中的主要已知和未知，在银河系和河外喷流源的主要模型成分的背景下。它讨论了活动星系核（特别是耀变体）和微类星体的具体方面，然后对它们之间的相似性和差异进行了比较讨论。
2016-11-29 astro-ph.HE
Acceleration and collimation of relativistic MHD disk winds
我们进行轴对称相对论磁流体动力学（MHD）模拟研究的加速和准直的射流和外流从磁盘周围紧凑的对象。基准盘表面（分别为一个缓慢的磁盘风）被规定为流出的边界条件。我们首次在相对论射流的背景下应用这种技术。这种方法的优点是，它允许我们进行参数研究，以研究吸积盘条件如何控制外流的形成。我们的模拟使用PLUTO代码运行500个内盘旋转和100 x200内盘半径的物理网格大小。在一般情况下，我们得到的准直光束的温和的相对论速度和质量加权的半开角为3-7度。当我们通过在进气道中注入额外的盘环向场来增加流出坡印廷通量时，洛伦兹因子达到6。这些流动获得超磁音速，并保持坡印亭通量占主导地位。流出磁层的轻表面倾向于垂直对齐-这意味着在流中有三个相对论性不同的区域-靠近喷流轴的内部亚相对论性域，（相当窄的）相对论性喷流和从外盘表面发射的周围亚相对论性流出-类似于目前讨论的渐近喷流传播和稳定性的脊鞘结构。外亚相对论盘风是一个很有希望的候选者的X射线吸收风，在许多无线电安静的活动星系核中观察到。
2009-12-14 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
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
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
Jet Collimation and Acceleration in the Flat Spectrum Radio Quasar 1928+738
本研究利用多频甚长基线阵和KaVA观测数据，首次在平谱射电类星体1928+738中发现加速与准直区，证实其范围受黑洞引力控制，喷流准直源于外部介质约束，加速由坡印廷通量能量转化为动能实现。
2024-05-06 astro-ph.HE
Jet Collimation Profile of Low-Luminosity AGN M84: Insight into the Jet Formation in the Low Accretion Regime
本研究利用VLBA和VLA数据探究低光度活动星系核M84的喷流准直特性，发现其喷流在约1.67×10^4史瓦西半径处从半抛物面转变为锥形，准直程度低于同类源，为低吸积状态下的喷流形成模型提供了约束。
2025-07-28 astro-ph.HE
Numerical Studies of Relativistic Jets
本文讨论了磁化相对论喷流的准直与加速之间的关系。重点是最近的数值模拟揭示了一些长期存在的问题。
2010-01-08 astro-ph.GA 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
Interface instabilities in hydrodynamic relativistic jets
相对论性喷流的动力学和观测性质都取决于它们与周围介质的相互作用。射流边界处的接触不连续性起着至关重要的作用，在存在射流准直的情况下，射流边界处的接触不连续性可能会受到瑞利-泰勒不稳定性（RTI）和里希特迈尔-梅什科夫不稳定性（RMI）的影响。在这里，我们研究这些不稳定性的演化在非磁化相对论射流使用特殊的相对论三维流体动力学模拟。我们表明，初始扰动的增长是一致的相对论RTI在射流准直区操作。与理论预期一致，RMI的贡献在准直激波下游变得重要。这两种不稳定性在激波会聚点以上达到非线性尺度，并引发强湍流，将射流与周围物质混合。我们设计了一个解析解的混合率，并表明它是敏感的外部密度梯度。我们的结果可以应用到不同类型的天体物理对象。特别是，界面不稳定性的不同贡献是一个自然的解释FR-I和FR-II radiogalgesic之间观察到的二分法。M87喷流中的快速慢化现象与观测到的密度分布一致，这与环核物质对重子的卷吸有关。在微类星体中，由界面不稳定性触发的重子负载是观测到的低洛伦兹因子的一个可能原因。我们发现，观察到的变化伽马射线暴不能来自混合驱动的界面不稳定性，可能源于发动机，这表明存在的磁场的射流。
2023-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
High efficiency photospheric emission entailed by formation of a collimation shock in gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）喷流中的主要耗散机制和瞬发辐射的高效率是一个长期存在的问题。一种可能性是弱磁化的相对论性喷流被周围的介质强准直，这可以大大提高光球发射的效率。我们推导出一个简单的分析标准的准直喷流的辐射效率表明，它最强烈地依赖于重子加载。我们通过3D数值模拟证实了这一分析结果，并进一步发现，在准直喉射流和茧材料的混合导致大量分层的流出以及零星的负载，即使注入的射流是均匀和连续的。这种混合的一个结果是辐射效率的强角度依赖性。二是不同流体元素的洛伦兹因子差异较大，导致内震的形成。我们的分析表明，在长和短的伽玛暴的一个突出的光球组件时，无法避免观察到的角度为几度的轴，除非渐近洛伦兹因子被限制的重子加载在喷注底部的$Γ_\infty <100$（与流出功率的弱依赖性）。新创建的对后面的准直冲击光子产生调节观察到的温度在$\sim 50~θ_0^{-1}$ keV，其中$θ_0$是初始射流张开角，在显着的协议与观察到的峰值能量的即时发射光谱。最后讨论了瞬发发射性质的进一步后果。
2019-06-28 astro-ph.HE
Transformation of the Poynting flux into the kinetic energy in relativistic jets
研究了相对论性喷流从坡印亭到物质支配阶段的加速过程。通常有两种准直状态，我们相应地称之为平衡态和非平衡态。在第一个区域，射流被有效地加速，直到动能和电磁能之间的均分。我们表明，平衡射流后，不再是坡印廷为主，电磁的动能的比例下降，只有几何，使这样的射流成为真正的物质占主导地位，只有在非常大的距离。非平衡喷流一般保持坡印廷主导，直到物理上大的距离。在唯一的情况下，当一个非平衡射流被加速到均分水平，我们发现，该流是不是继续到无穷大，但集中在轴在一个有限的距离从原点。
2009-09-30 astro-ph.HE
Analytical Solution of Magnetically Dominated Astrophysical Jets and Winds: Jet Launching, Acceleration, and Collimation
我们提出了一个解析解的高度磁化喷流/风流。一般无力喷流/风方程（“脉冲星”方程）的左边被分成旋转和非旋转项。这两个方程的任何一项都可以解析求解，并且两个解彼此匹配得很好。因此，我们获得了磁主导喷流/风的一般近似解，该解涵盖了非相对论性到相对论性区域，并且漂移速度与冷等离子体速度很好地匹配。射流的加速包括三个阶段。(1)喷流位于阿尔文临界面（即轻圆柱）内，具有非相对论性速度，并由环形运动主导。(2)喷流超过阿尔文临界面，在那里，流动由极向运动主导，并变得相对论。这两个阶段的总速度遵循相同的规律$vΓ=ΩR$。(3)用$vΓ\approx1/\left(θ\sqrt{2-ν}\right)$代替演化规律，其中$θ$是射流的半张角，$0\leqν\leq2$是由磁场配置确定的自由参数。这是因为早期的有效加速最终打破了射流中不同部分之间的因果关系，阻止了全局解决方案。喷气机必须携带局部电荷和电流，以支持电磁平衡。该近似解与已知的理论结果和数值模拟结果一致，并且更便于直接与观测值进行比较。这个理论可以用来限制天体物理喷流中黑洞的自旋。
2021-01-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. I. Validation and application of selected dynamo tensorial components
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的，强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。喷流发射磁场的来源是吸积-抛射过程模拟中的一个悬而未决的问题。在这里，我们解决的问题，如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。应用PLUTO程序，我们提出了第一个电阻MHD模拟喷射发射包括一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$发电机在大规模磁盘射流模拟的背景下。从本质上讲，我们发现$α_ϕ$ -发电机组件确定的极向磁场，这是严格相关的磁盘磁化的放大（并且，因此，影响喷射速度、质量和准直），而$α_R$和$α_θ$ -发电机组件触发在盘中形成多个反对齐的磁环，对盘-喷射系统的稳定性和动力学具有强烈的影响。特别地，这样的环触发发电机低效区的形成，其特征在于弱磁场，因此磁扩散率的值较低。发电机低效区的形成对射流质量、速度和准直性有很大的影响。此外，当与种子磁场的非径向分量相互作用时，$α$发电机的$θ$分量起关键作用。我们还提出了磁盘玩具发电机系数的强度和发动机的动力学参数之间的相关性。
2020-07-30 astro-ph.HE
Highly collimated microquasar jets as efficient cosmic-ray sources
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线的主要起源地。然而，这种情况无法解释在宇宙射线光谱中观察到的一些特征。微类星体被认为是额外的候选者，因为它们的非热发射表明它们的喷流中存在有效的粒子加速机制。一个有希望的设想是在喷流中产生相对论中子，在系统外衰变，将相对论质子注入周围环境。对这种情况的第一次调查表明，微类星体可能是相当替代的宇宙射线源。我们的目的是评估的准直程度的射流上的宇宙射线能量的中子载体的情况下，以及发射区域的属性所发挥的作用。我们的目标是解释银河系的组成部分，所观察到的质子宇宙射线光谱的能量高于$\sim 10$ GeV，并与所提到的喷流属性与功率和光谱指数的生产宇宙射线。我们发现，准直喷流，紧凑的加速区域接近喷流基地，是非常有效的来源，可以提供一小部分的相对论质子光度高达$\sim 0.01$到宇宙射线。准直是效率方面最重要的特征;准直良好的射流可能比准直不良的射流效率高$\sim 4$数量级。提出的机制的主要特点是生产的光谱与陡峭的光谱指数（$\sim 2.3$在能量高达$\sim 10$ TeV）比在超新星的情况下，更接近所观察到的。我们的模型的预测可以用来推断银河系微类星体的人口的宇宙射线人口的总贡献，因此，定量评估其作为宇宙射线源的意义。
2022-07-18 astro-ph.HE
Jet collimation in a spiral-hosted AGN: a parabolic jet profile in 0313-192
本研究利用VLBA和VLA数据揭示螺旋星系宿主源0313-192的喷流呈抛物线到锥形过渡，提出非热成分（如磁化盘风的冲压和磁压）在无稠密气体环境下实现喷流准直，挑战传统模型。
2025-08-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
The influence of the jet opening angle on the appearance of relativistic jets
本文重新研究了考虑几何开口时相对论喷流的出现问题。我们提出了一个新的标准来定义视速度和多普勒因子，我们认为这是由最亮的射流区。利用不同的速度剖面，数值计算了非等速射流的表观速度和多普勒因子。我们认为，如果运动是相对论性的，高超光速速度beta_{app} ~ γ，预期的情况下的等速喷流，只有可能的几何准直小于相对论光束角1/γ。这相对独立于射流速度分布。对于大于1/gamma的喷流准直角，喷流的视在图像将总是由直接朝向观察者行进的喷流部分主导，其洛伦兹因子< gamma，导致最大视在速度小于gamma}。此外，摆脱了同动力学假设，得到了观测角和多普勒因子之间的复杂关系，导致重要后果的数值计算的活动星系核的人口和统一方案模型。
2011-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Relativistic jets: an overview of recent progress
尽管耀变体和伽马射线暴的性质和物理性质不同，但它们都具有非常强大的相对论性喷流，这使它们成为宇宙中最明亮的光源。从中心致密物体中提取能量、喷流准直、磁场的作用和几何形状、喷流本身的结构，这些问题仍然是很大的问题，还不能得出一个完整的范例。本文介绍了基于多波长观测的耀变体和伽马射线暴喷流的主要观测事实，以及人们可以从中收集到的关于喷流形成、行为和动力的线索。未来一代的望远镜和仪器以及多信使研究（天体粒子诊断和引力波）的贡献将保证取得进一步的重大进展。
2015-12-13 astro-ph.HE
Probing jet dynamics and collimation in radio galaxies. Application to NGC 1052
本文以NGC 1052为例，通过狭义相对论流体动力学模拟和辐射传输计算，研究秒差距尺度双面射电源的喷流动力学与准直性，发现传播激波可导致特定时期的准直剖面不对称，但持续不对称需考虑喷流不对称发射机制。
2024-12-03 astro-ph.GA 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
Jet-driven bubbles in Fanaroff-Riley type I sources
对几个Fanaroff-Riley（FR）I型源的观测揭示了由弱前向激波包围的热气体流出的双极泡。我们认为，这些气泡的可能性，未能穿透周围的集群内介质（ICM）的相对论性喷流的窒息驱动。使用新的结果阻塞射流连接的几何形状的前向冲击射流的属性，我们推断强大的限制半径$R_{ch}$在5个研究良好的FRI源，发现典型的$R_{ch}\sim 10$千秒差距的射流淬火。我们进一步表明，为了达到这一半径小于当前年龄的系统，射流必须严格准直，与射流头对着一个角度$θ_h < 2^\circ$。环境压力不足以解释这种准直现象，这表明射流是通过与自身茧的相互作用而准直的。虽然阻塞半径是很好的约束，我们发现之间的退化准直，$θ_0$，和射流活动的持续时间，$t_b$，与$(t_b/1\rm{Myr})(θ_0/5^\circ)^{-2} \sim 0.1$之前的初始射流开口角。我们推测，射流的工作时间和/或张开角度可能是影响星系团FR I/II型形态的重要因素，短寿命或宽射流被阻塞形成充满弥散射电辐射的双极气泡，长寿命或窄射流成功逃离星系团核心，产生具有射电热点的茧。
2019-07-18 astro-ph.HE
Accretion into black holes with magnetic fields, and relativistic jets
本文讨论了黑洞周围吸积盘中大尺度磁场的形成问题，考虑了吸积盘的非均匀垂直结构。磁盘外层的高导电性防止了磁场的向外扩散。这意味着在靠近黑洞的吸积盘内部存在一个具有强磁场的静止状态，而在吸积盘表面径向速度为零。本文研究了平流吸积盘的结构，找到了在吸积盘中心形成光学薄区的条件，并考虑了磁扭振荡对喷流的准直问题。
2012-08-06 astro-ph.HE
Two-component jet model for the afterglow emission of GRB 201216C and GRB 221009A and implications for jet structure of very-high-energy gamma-ray bursts
本文提出双成分喷流模型，由窄和宽张角的顶帽喷流组成，成功解释了GRB 201216C和221009A的甚高能余辉光谱与光变曲线，并揭示了五个VHE GRBs的喷流动能典型值及喷流结构特征。
2025-06-13 astro-ph.HE
Three-dimensional numerical simulations of structured GRB jets
在发现第一个明确的离轴伽马射线暴（GRB）GRB 170817 A之后，有几项研究试图了解GRB喷流的结构。最初的喷流结构（由中央发动机直接产生）可以部分保留，或者可以通过与环境的相互作用而完全改变。在这项研究中，我们进行三维，特殊的相对论流体动力学模拟的长GRB喷流演变通过一个大质量的祖星。不同的喷流场景被认为是：礼帽，高斯喷流占主导地位的压力或动能，以及一个模型的超新星（SN）加上喷流都通过祖传播。我们发现，当在祖星内部传播时，具有不同初始结构的喷流几乎无法区分。动力学主导的射流比压力主导的射流更快且更准直。喷流内部的祖星的动力学强烈依赖于一个相关的SN，这可以大大减速喷流传播的存在。我们发现，伽玛暴喷流的初始结构是保存，或不，主要取决于喷流准直。初始结构保留在未准直的射流中，即穿过低密度环境的射流。同时，穿过密集环境的射流通过与介质的相互作用而成形，并保持准直。
2022-11-17 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
External Confinement and Surface Modes in Magnetised Force-Free Jets
在天体物理喷流的磁发射范例中，MHD流中的不稳定性是将坡印廷通量转换为等离子体的动能的良好候选者。如果磁化的等离子体几乎充满整个空间，喷流就不稳定，因为它的螺旋扰动。然而，当磁场的极向分量具有消失的梯度时，这些模式的增长率被抑制，这可能是现实配置的实际情况。在这里，我们表明，如果磁化等离子体被限制到一个有限的区域由一些外部介质的压力，在接触表面的速度剪切激发不稳定的模式，可以影响一个显着的部分射流的身体。我们发现，当射流的洛伦兹因子为$Γ\sim10$（$Γ\sim 100$）时，这些扰动通常在沿射流传播数十（数百）个射流半径后发展。因此，表面模式可能在将喷流的能量从坡印亭通量转换为等离子体的动能方面发挥重要作用，特别是在活动星系核中。讨论了色散关系随场线的角速度和封闭气体中声速的标度性。
2017-10-03 astro-ph.HE
On the Deceleration and Spreading of Relativistic Jets I: Jet Dynamics
伽马射线暴（GRB）余辉中的喷流中断提供了一种直接探测其准直角的方法。模拟射流断裂需要理解“射流扩散”过程，即射流从准直流出过渡到后期的球形Sedov-Taylor解。目前，直接数值计算是捕捉减速和扩散过程的最准确方法，因为分析模型以前对动力学的描述不准确。在这里（在论文I），我们提出了一个新的，半解析模型建立经验进行相对论数值射流计算和测量之间的关系洛伦兹因子和开角。然后，我们计算了洛伦兹因子和射流张开角作为激波半径的函数，并与数值解进行了比较。我们的分析模型提供了一个有效的手段来计算合成伽玛暴余辉光变曲线和光谱，这是论文II的重点。
2017-10-19 astro-ph.HE
Kinematics and Collimation of the Two-Sided Jets in NGC 4261: VLBI Study on Sub-parsec Scales
本文利用多频率 VLBI 观测首次测量了 NGC 4261 双边喷流的自行，并发现其准直在亚秒差距尺度即已完成，为喷流初始约束机制提供了关键观测约束。
2023-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Jet Propagation in Expanding Medium for Gamma-Ray Bursts
双星中子星（BNS）合并事件GW 170817清楚地表明，BNS合并发射了一个短的伽马射线暴（sGRB）喷流。与周围介质静止的BNS星不同，在BNS合并中，喷流通过以相当大的速度（$\sim 0.2c$）向外膨胀的合并喷出物传播。在这里，我们提出了半解析和解析模型来解决伽玛暴射流通过其周围介质的传播。这些模型改进了我们以前的模型，包括射流准直茧自洽。我们还进行了一系列的二维数值模拟的射流传播在BNS合并和在Bensars来测试我们的模型。我们的模型在各个方面（射流头半径，茧的横向宽度，包括准直，茧压力，射流茧形态的射流张开角）与数值模拟是一致的。茧的能量组成被发现是不同的，这取决于周围介质是否正在扩大或不;在BNS合并射流的情况下，茧的能量主要是由动能，而它主要是由内能在BNS合并射流。我们的模型将有助于估计电磁对应的引力波。
2020-10-21 astro-ph.HE
A Numerical Study of the Impact of Jet Magnetic Topology on Radio Galaxy Evolution
本研究通过磁流体动力学模拟，探究不同磁拓扑喷流在英仙座星系团环境中的传播，揭示磁场对射电瓣形态的影响，并发现喷流关闭后射电瓣谱年龄梯度的反转现象，提出了限制射电源年龄与反馈效率的新诊断方法。
2023-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Sub-Parsec Acceleration and Collimation of NGC 4261's Twin Jets
本研究通过VLBA多频观测证实NGC 4261双喷流存在亚秒差距加速与准直区，喷流在约10^3至8×10^3 Rs内加速至相对论速度，最大洛伦兹因子约2.6，为M 87的缩小版类似体。
2025-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Novel Jet Model: Magnetically Collimated, Radiation-Pressure Driven Jet
来自致密天体的相对论喷流是宇宙中普遍存在的现象，但其驱动机制几十年来一直是一个谜。两种基本模型已被广泛讨论：磁流体动力学（MHD）射流和辐射流体动力学（RHD）射流。目前，前者被更广泛地接受，因为磁场被期望提供加速和准直机制，而辐射场不能准直流出。在这里，我们提出了一种新的类型的射流，辐射磁流体动力学（RMHD）的射流，基于我们的全球RMHD模拟发光吸积流到一个黑洞以上的爱丁顿光度闪耀。辐射压力可以将RMHD喷流加速到相对论速度，而磁塔的洛伦兹力可以使RMHD喷流准直，磁塔是由黑洞周围积累的环形磁场线形成的膨胀磁结构，尽管辐射能量大大超过磁能。这个磁塔是由辐射压力支持的几何厚吸积流准直。这种类型的喷流可以解释银河系微类星体的相对论喷流，出现在高光度。
2010-09-01 astro-ph.HE
The stratified two-sided jet of Cygnus A. Acceleration and collimation
相对论喷流的高分辨率甚长基线干涉观测对于约束喷流形成模型的基本参数至关重要。在249 Mpc的距离，天鹅座A是一个独特的目标，这样的研究，是唯一的法那罗夫-莱利II类射电星系，其中详细的亚秒差距尺度的成像的基础上，喷流和反喷流可以获得。在毫米波长下进行观测，可以发现那些在较长波长下出现自吸收的区域，从而可以获得对原子核的非常清晰的观察。我们进行了7毫米全球VLBI观测，实现超高分辨率成像的规模下降到90 $μ$作为。该分辨率对应于仅${\sim}$ 400史瓦西半径的线性标度（对于$M_{\mathrm{BH}}=2.5 \times 10^9 M_{\odot}$）。我们研究了两侧流的主要发射特征的运动学性质，并通过基于像素的分析来探测其横向结构。我们认为，一个快速和一个缓慢的层，具有不同的加速度梯度，存在于流动。加速区域的延伸很大（${\sim} 10^4 R_{\mathrm{S}}$），表明射流是磁驱动的。喷流和反喷流的临边增亮和它们的大张开角（$ϕ_\mathrm{J}{\sim} 10^{\circ}$）强烈地支持脊鞘结构。在加速区中，流动具有抛物线形状（$r\propto z^{0.55\pm 0.07}$）。加速度梯度和准直轮廓与“平衡”射流的预期一致（Lyubarsky 2009），在存在温和的外部压力梯度（$p\propto z^{-k}, k\leq2$）的情…
2015-09-21 astro-ph.HE
Making Faranoff-Riley I radio sources II. The effects of jet magnetization
低功率的射电源是宇宙中最常见的。它们的喷流通常以非相对论速度移动，并显示出羽状形态，在许多情况下看起来扭曲和弯曲。我们研究了磁场对低功率喷流的传播和演化的作用，以及磁场强度和所产生的形态之间的联系。这个问题是通过三维磁流体动力学（MHD）模拟。我们考虑在分层介质中传播的超音速射流。在保持恒定压力的情况下，环境温度随着与射流源的距离而增加。具有低磁化的射流显示出增强准直在小的距离相对于流体动力学（HD）的情况下，在以前的论文中研究。这些喷流最终以类似于HD情况的方式演化。具有较高磁化强度的射流受到强非轴对称模式的影响，导致射流能量的突然释放。从那里开始，喷射物质的扭曲羽流以亚音速移动。这种转变与广角尾源中观察到的“暖点”结构的形成有关。
2019-01-07 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
Polarization Architecture of Steady GRMHD Jets from the Horizon to Infinity
Ningbo University（宁波大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；Peking University（北京大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）
开发半解析框架生成GRMHD喷流偏振图像，发现光子环外等离子体负载通过惯性驱动磁场缠绕改变偏振角，而近视界区域偏振模式仅由黑洞自旋控制。
2026-07-03 astro-ph.HE gr-qc
