Synchrotron self-Compton in a radiative-adiabatic fireball scenario: Modelling the multiwavelength observations in some Fermi/LAT bursts
本研究针对标准GRB余辉模型无法解释部分高能光子的问题，提出考虑不同电子能谱的辐射-绝热SSC解析模型，通过9个Fermi/LAT暴样本多波段观测建模约束相关物理参数。
2024-09-18 astro-ph.HE
3D hybrid fluid-particle jet simulations and the importance of synchrotron radiative losses
本研究利用PLUTO与RADMC-3D开展3D混合流体-粒子相对论喷流模拟，引入非热粒子、扩散激波加速和同步辐射冷却，并以Centaurus A为例展示其相较纯RMHD方法的改进。
2024-09-10 astro-ph.HE
Relativistic Turbulence with Strong Synchrotron and Synchrotron-Self-Compton Cooling
高能天体物理学中的许多相对论等离子体环境，包括脉冲星风星云、黑洞上的热吸积流、活动星系核中的相对论喷流和伽马射线暴以及巨型射电瓣，都是自然湍流的。这些环境中的等离子体通常非常热，以至于同步加速器和逆康普顿（IC）辐射冷却变得非常重要。在本文中，我们调查的一般热力学和辐射性质（因此观测外观）的光学薄相对论热等离子体驱动磁流体（MHD）湍流搅拌和辐射冷却。我们发现，如果系统达到一个统计平衡的湍流加热是平衡的辐射冷却，有效的电子温度往往达到一个通用的值$θ= kT_e/m_e c^2 \sim 1/\sqrt{τ_T}$，其中$τ_T=n_eσ_T L \ll 1$是系统的汤姆逊光学深度，基本上独立的湍流驱动或磁场的强度。这是因为MHD湍流耗散和同步加速器冷却都与磁能密度成正比。我们还发现，同步自康普顿（SSC）冷却，也许是一些高阶IC组件自动可比同步加速器在这个政权。整个宽带辐射光谱由几个不同的组成部分（同步加速器，SSC等），在光子能量上很好地分离（通过因子$\sim τ_T^{-1}$）并且在功率上大致相等。IC峰的数量由Klein-Nishina效应检查，并在数学上取决于$τ_T$和磁场。我们还研究了由于同步自吸收的限制，探索应用蟹状PWN和耀变体喷气机，并讨论了辐射磁重联的联系。
2019-07-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
High-energy synchrotron flares powered by strongly radiative relativistic magnetic reconnection: 2D and 3D PIC simulations
本文通过2D/3D辐射PIC模拟OSIRIS研究相对论性磁重联中的高能同步耀发，揭示磁岛压缩、辐射冷却及QED效应的作用。
2023-03-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Synchrotron-Regulated Relativistic Magnetohydrodynamic Turbulence: Emission, Polarization, and Faraday Rotation
Princeton University（普林斯顿大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；University of Maryland（马里兰大学）；Stanford University（斯坦福大学）
该研究通过相对论磁流体动力学模拟结合同步辐射冷却，探究高能天体物理系统中湍流与辐射的关联，发现模拟结果与快速射电暴等天体观测定性相似，揭示湍流在高能天体源辐射及传播效应中的重要作用。
2026-08-18 astro-ph.HE
Synchrotron self-Compton Reverse Shock in Energy-Injection and Radiative Scenarios
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所宇宙理论物理中心）；Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台科学部）；The Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高等研究院（SOKENDAI））
该研究推导了不同场景下反向激波的SSC闭合关系，发现其辐射可解释GRB余辉的初始阶段，且光变曲线拟合结果支持能量注入及恒密度环境的场景。
2026-08-28 astro-ph.HE
Radiative Mechanisms in GRB prompt emission
在费米伽马射线空间望远镜的研究结果的激励下，近年来人们付出了巨大的努力来理解导致观测到的瞬发辐射的机制。光学薄发射模型（同步加速器和同步加速器自康普顿）的失败增加了人们对替代模型的兴趣。光学厚模型虽然有几个优点，但在捕捉几个关键的可观测量方面也面临困难。理论上的努力主要集中在两个方向：（1）扩大普朗克光谱的机制;（2）将光学薄模型和光学厚模型结合起来，形成一个可以解释关键观测值的混合模型。
2013-05-17 astro-ph.HE
Radiative kinetic simulations of steady-state relativistic plasmoid magnetic reconnection
本文采用二维粒子模拟方法（PIC）模拟了正负电子等离子体中的相对论磁重联（RMR），包括同步辐射过程的动力学影响，并结合了可观测到的辐射特征。模拟开始与一个单一的哈里斯电流层的中心间隙，触发RMR过程。我们通过开边界条件实现了无限制流出的稳态重联。通过选择初始等离子体温度θ调节辐射冷却效率。我们探索不同的值θ和背景磁化强度σ_0。在整个模拟过程中，等离子体团在层的中心区域产生，它们以不同的速率演化，实现了广泛的尺寸。等离子体团之间的间隙由称为微喷流的平滑相对论流出物填充，由于其粒子密度低，其对观测到的辐射的贡献非常有限。小尺寸的等离子体团被迅速加速，然而，它们对观测到的发射的贡献较低，尽管相对论性光束较强。大尺寸的等离子体团是缓慢的，但产生了大部分观测到的同步辐射，其辐射的主要部分产生在中央核心内，其密度通过辐射冷却而增强。同步加速器光变曲线显示快速明亮的耀斑，可以确定为起源于小/快速等离子体团和大/慢目标之间的合并在同一方向上移动。在高磁化的情况下，加速的粒子形成一个破碎的幂律能量分布与软尾巴所产生的粒子在微型射流加速。
2020-06-26 astro-ph.HE
The radio spectra of SN 2020oi: Effects of radiative cooling on the deduced source properties
同步辐射源辐射冷却的观测提供了进一步限制其性质的可能性。在SN_（2020 oi）早期阶段的射电谱中显示了逆康普顿冷却。结果表明，与以前的索赔，观测是一致的相对论电子和磁场之间的均分，以及一个恒定的质量损失率的祖星超新星爆炸前。造成这种差异的原因是需要在装配过程中直接包括冷却，而不是在装配后估计其影响。有人强调，推断的超新星喷出物的属性是敏感的同步加速器自吸收频率的时间演化，因此，非常小心时，应采取建模的冷却和/或不均匀性的光谱指示。此外，值得注意的是，在超新星的无线电发射区的相对论电子的能量可能太低，一阶费米加速是有效的。
2022-09-07 astro-ph.HE
Radiative Models of Sgr A* from GRMHD Simulations
使用基于轴对称广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的流动模型，我们构建了sgr A* 的辐射模型。光谱能量分布，包括热同步辐射和吸收的影响，和康普顿散射，使用蒙特卡罗技术计算。使用光线跟踪方案计算图像。所有模型都按比例缩放，使230 GHz的通量密度为3.4焦耳。模型的关键参数是无量纲黑洞自旋a*、倾角i和离子-电子温度比Ti/Te。我们发现：（1）Ti/Te=1的模型与观测到的亚毫米波谱斜率不一致，（2）X射线通量是a* 的强增函数，（3）X射线通量是i的强增函数，（4）X射线通量是a * 的强增函数。（4）230 GHz图像尺寸是i、a* 和Ti/Te的复杂函数，但Ti/Te = 10的模型一般都很大，最多只能与230 GHz VLBI数据勉强一致;（5）对于Ti/Te=10，i=85 °的模型，事件视界被230 GHz的同步辐射光球掩盖，VLBI无法观测到，但这些模型产生了过量的近红外和X射线通量;（6）在所有SED与观测值一致的模型中，事件视界在230 GHz处是暴露的;（7）与观测值最一致的模型的\sim * \sim 0.9。最后，我们讨论了我们模型的局限性和未来改进的前景。
2009-09-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
General relativistic polarized radiative transfer: building a dynamics-observations interface
相对论源极化观测的增加需要正确的理论来进行适当的模型拟合。从玻尔兹曼方程和广义相对论的基本思想出发，导出了广义相对论偏振辐射转移方程。推导的目的是提供一个实用的指南，以再现无线电和亚毫米辐射的同步辐射部分，从低光度活动星系核（LLAGN），特别是Sgr A*，和喷流。给出了各向同性粒子分布下回旋同步辐射发射率、吸收率、法拉第旋转和转换系数的快速精确计算方法。讨论了影响模拟光谱的多种物理效应。规定的技术的应用是必要的，以确定黑洞（BH）的自旋在LLAGN，约束它的总流量，线性和圆偏振分数，和电矢量的位置角作为所观察到的频率的函数的所有观测。
2010-08-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Kinetic simulations of relativistic magnetic reconnection with synchrotron and inverse Compton cooling
第一个结果是从动力学数值模拟的相对论性无碰撞磁重联对等离子体，包括辐射反应从同步加速器和逆康普顿（IC）的过程，非热的高能量天体物理源，特别是耀变体的动机。这些模拟是从被称为“ABC场”的配置开始的，该配置由于聚结不稳定性而演变，并在其线性相位中产生薄电流层。全球辐射效率，不稳定性增长率，随时间变化的辐射光谱，光变曲线，变异统计和当前层的结构进行了研究，为广泛的初始参数。我们发现，IC的辐射签名一般是类似的同步辐射签名。IC与同步加速器光谱分量的亮度比（康普顿优势）可以相对于其标称值修改一个以上的数量级。对于很短的冷却长度，我们发现的证据，修改的温度分布在当前层，没有系统的压缩等离子体密度，和非常一致的配置文件的E. B。我们分解的配置文件的E.B与使用的Vlasov动量方程，表明辐射反应的贡献在厚度尺度上的温度分布一致。
2018-05-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Blazar Jets Perturbed by Magneto-Gravitational Stresses in Supermassive Binaries
我们研究了在超大质量双星系统引力扰动下，Blazar喷流中的粒子加速和辐射过程。本文研究了伴黑洞对主黑洞$\sim 10^8 \, M_{\odot}$的扰动作用，并讨论了伴黑洞对主黑洞相对论性喷流的扰动。我们讨论了这样的条件如何诱导重复磁流体动力学应力沿射流，并影响其内部的电子加速和辐射过程。具体来说，我们研究如何宏观扰动有关的增加射流“磁化”最终成为更高的辐射输出的光学，X射线和伽马射线波段。我们首先发现增加磁场强度的测量在光学波段从同步辐射的电子加速的动力学过程中刺激重新连接磁力线。高能电子然后继续向上散射同步加速器光子的GeV能量后，规范的同步-自康普顿辐射过程。我们的模型暗示了一个特定的，反复出现的模式，在光学伽马射线的排放，由高峰值和宽槽。由扩散重联引起的加速将产生额外的同步加速器keV分量。这样的爆发提供了一个诊断增强加速的电子，可以向上散射光子到TeV的范围。我们讨论了我们的模型如何适用于BL Lac对象PG 1553+113，可以说是最好的候选人，现在的高振幅，反复调制的伽马射线发射。我们还考虑了其他BL Lac显示相关keV-TeV辐射，如Mrk 421。
2017-02-16 astro-ph.HE
Variability in the Near-Infrared Synchrotron Emission From Cassiopeia A
我们提出了超新星遗迹仙后座A（Cas A）的多历元Ks波段成像。在这一波段的发射形态一般是漫射和反射的，与在无线电波长观测到的同步辐射一致。然而，在一个区域的西南部的残留物，紧凑的发射结似乎是夹带在喷出物，并有相同的自行喷出物在类似的投影半径观察。这些结的存在表明，具有高磁场强度的材料对这些波长的同步辐射有显著的贡献。我们分析这些结在J，H，和Ks波段，以及在3.5-8微米的发射和6厘米的同步辐射是占主导地位的，我们发现，Ks波段的发射下降沿预期的同步辐射光谱。利用多历元数据，我们计算了近红外同步辐射电子的磁场强度和电子密度。我们发现电子密度从1，000 - 15，000 cm $^{-3}$和磁场强度从1.3-5.8 mG。这些磁场强度比从对Cas A的低得多的角分辨率伽马射线观测中推断出的要高一个数量级。我们的结论是，致密的结后冲击物质后面的Cas A冲击波阵面发射同步辐射在压缩和增强的磁场。
2016-06-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Three-dimensional relativistic pair plasma reconnection with radiative feedback in the Crab Nebula
蟹状星云中100 MeV以上的快速同步加速器伽马射线耀斑的发现引起了人们对脉冲星风星云中粒子加速机制的新兴趣。扩散激波加速不能解释耀斑，因为粒子加速和发射发生在单个甚至亚拉莫尔时间尺度内。在这种情况下，同步辐射能量损失在粒子运动上引起拖曳力，该拖曳力平衡电加速度并防止160 MeV以上的同步辐射的发射。先前的分析研究和二维粒子模拟（PIC）表明，相对论重联是一个可行的机制，以规避上述困难。位于X点的重联电场线性加速粒子，辐射能量损失很小。在本文中，我们检查这种机制是否生存在3D中，使用一组大的PIC模拟与辐射反作用力和指导领域。在协议与早期的工作，我们发现，相对论漂移扭结不稳定变形，然后破坏层，导致显着的等离子体加热，但很少的非热粒子。适度的引导场使层稳定并使粒子加速。我们报告说，3D磁重联可以加速粒子以上的标准辐射反应极限，虽然效果是不太明显，比在2D没有引导场。我们确认，最高能量的粒子形成紧凑的聚束内的磁通量绳，和一个光束紧紧地限制在重联层，这可能会导致观察到的蟹状耀斑时，偶然，光束穿过我们的视线。
2014-01-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Polarization Imaging of M87 Jets by General Relativistic Radiative Transfer Calculation based on GRMHD Simulations
事件视界望远镜（EHT）拍摄的M87黑洞壮观图像开启了黑洞研究的新时代。接下来的问题之一是拍摄中心黑洞（BH）周围的偏振图像。由于射电辐射是由同步加速器过程产生的，偏振特性应该生动地反映喷流底部的磁场结构，从而提供关于喷流形成的磁性机制的良好信息。考虑到这一点，我们进行了广义相对论（GR）辐射转移计算的偏振光的基础上的GR磁流体动力学（MHD）模拟数据的吸积流和外流在M87，以获得其线和圆偏振图像的水平尺度。我们发现，从喷流基地和内部吸积流的线性偏振分量应经历法拉第旋转时，通过磁化等离子体周围的BH，从而敏感地依赖于BH的自旋。通过与EHT在1.3mm处的强度图像和亚毫米阵列在1.3mm处的偏振度和旋转度量（RM）的比较，自旋参数a=0.9M_BH（M_BH为BH质量）的模型优于其它a=0.5M_BH或0.99M_BH的模型，但需要进一步的系统研究来证实。我们还发现，在低温模型中的圆偏振图，这是由于法拉第转换的线偏振同步辐射，从而指示磁场清晰的环状图像。这只发生在发射区是穿线有序的磁场，因此没有清晰的图像，预计在高温磁盘模型，其中磁盘发射是可观的。我们将能够阐明通过模拟的偏振图像和未来的偏振与EHT和其他VLBI观测之间的比较场的配置。
2020-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Polarization Dynamics of X-Ray Synchrotron Emission from a Multi-Zone Blazar Jet
Washington University in St Louis（圣路易斯华盛顿大学）；University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
研究通过多区模型解释Mrk 421的X射线极化行为，发现磁重联主导模型能最佳匹配观测数据。
2025-12-23 astro-ph.HE
Reconnection-driven Flares in M87*: Proton-Synchrotron-powered GeV Emission
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）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；University of Toronto（多伦多大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀塞尔研究所）
本研究通过模拟显示，M87*核心的GeV辐射由重联层中加速的质子同步辐射主导，质子虽数量少于电子-正子对，但能更高效加速，形成稳定的能量预算。
2025-12-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Synchrotron X-ray emission from old pulsars
我们利用同步辐射作为观测到的老恒星（$\gtrsim1-10$ Myr）的非热X射线辐射来研究其磁层中的粒子加速。我们假设观测到的X射线谱的幂律分量是由磁层中电子和正电子的同步辐射引起的。我们考虑了X射线发射粒子的两种对产生机制：磁对产生和光子-光子对产生。高能光子通过加速粒子的曲率辐射而发射出来，这些光子点燃了对的产生。我们使用辐射转移的解析描述和估计的同步辐射的光度。我们发现，对于自旋光度为$L_{\rm sd}\lesssim10^{33}$ erg s $^{-1}$的中子星，粒子加速和非热X射线发射的位置都在距离产生磁对的中子星中心$\lesssim10^7$ cm以内.对于具有自旋向下光度$L_{\rm sd}\lesssim10^{31}$ erg s $^{-1}$的双星如J 0108 -1431，即使考虑到强的小尺度表面磁场结构的存在，同步辐射也难以解释观测到的非热分量。
2014-06-27 astro-ph.HE
Reconciling observed GRB prompt spectra with synchrotron radiation ?
瞬发伽玛射线暴辐射通常被解释为来自内部冲击加速的高能电子的同步辐射。快速同步加速器冷却预测光谱峰值以下的光子指数为α =-3/2。这与观察到的中位数α \approx-1显着不同。我们量化逆康普顿和绝热冷却对α的影响，以了解这些过程是否可以调和的意见与同步加速器的起源。我们使用一个随时间变化的代码，下面的冲击动力学和电子能量损失。我们研究了α对模型参数的依赖性。当电子在Klein-Nishina区域中遭受IC损失时，达到-3/2和-1之间的斜率。这并不一定意味着在费米/LAT范围内有很强的IC分量，因为散射仅具有适度的效率。陡峭的斜率要求大部分（10-30%）的耗散能量给予小部分（<~1%）的电子，并且磁能密度部分保持较低（<~ 0.1%）。当绝热冷却与辐射冷却（略微快速冷却）相当时，可以以相对高的辐射效率（>50%）获得高达-2/3的α值。这需要在小半径和/或低磁场下的碰撞。修改标准快速冷却方案以考虑IC冷却自然会导致alpha高达-1。虽然所需的条件更难以达到，但略微快速的冷却也可以解释高达-2/3的α。大约20%的伽玛暴显示出斜率α>-2/3的光谱。这里没有研究的其他效应，例如电子分布中的热分量或由HE光子产生的电子对，可能会进一步影响α。尽管如此，大多数观察到的伽玛射线暴提示光谱可以与同步辐射源，约束温和的相对论性内部冲击的微观物理。
2010-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
What is the radiative process of the prompt phase of Gamma Ray Bursts?
尽管我们对伽马射线暴现象学的知识有了很大的提高，但我们仍然不知道它们物理学的几个基本方面。其中一个难题是关于产生瞬发相辐射的辐射过程的性质。尽管同步加速器工艺本身有资格成为自然的候选者，但它面临着严重的问题，人们已经做出了许多努力寻找替代方案。然而，这些都受到其他问题的困扰，并且对于特定的辐射机制还没有普遍的共识。
2010-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Using radiative energy losses to constrain the magnetisation and magnetic reconnection rate at the base of black hole jets
我们用相对论流体喷流模型计算了黑洞喷流底部严重的辐射能量损失，包括磁重联对非热轻子的原位加速。我们的研究结果表明，包括辐射能量损失的自洽处理是必要的，以执行精确的MHD模拟强大的射流和射流光谱计算通过后处理容易大大高估的非热发射量。如果不超过95%的初始总射流功率被等离子体沿射流长度传播时的传播所辐射，我们可以在射流底部的射流等离子体的磁化强度上设置一个下限。对于典型的强大喷流，我们发现喷流底部的等离子体需要高度磁化，磁场中包含的能量至少是非热轻子中的10，000倍。使用一个简单的幂律模型的磁重联，激发无碰撞重联的模拟，我们确定了允许的范围内的大规模平均重联率沿射流，通过限制所产生的总辐射能量损失和距离的射流第一次进入均分。我们计算的累积辐射能量损失的解析表达式，由于同步辐射和逆康普顿发射沿射流，并推导出解析公式的约束初始磁化强度。
2016-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chorus: Optimizing Synchrotron Transfer Coefficients with Weighted Sums
针对同步辐射传输系数计算中解析近似受限和数值积分耗时的问题，提出Chorus方法，利用加权和将任意电子分布函数分解为解析分量，实现毫秒级计算且误差低于5%，为大规模辐射传输模拟提供高效工具。
2025-06-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
$\texttt{GPUmonty}$: A GPU-accelerated relativistic Monte Carlo radiative transfer code
Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo（圣保罗大学天文、地球物理与大气科学研究所）；Department of Physics, University of Illinois（伊利诺伊大学物理系）
本文介绍了一种基于GPU加速的相对论蒙特卡洛辐射传输代码GPUmonty，通过将计算最昂贵的阶段转移至GPU，实现了约12倍的加速，适用于超大质量黑洞视界尺度观测的参数空间调查和光谱建模。
2026-04-14 astro-ph.HE
Radiative signature of magnetic fields in internal shocks
耀变体和伽马射线暴的常见模型假设，观测到的现象背后的等离子体在某种程度上是磁化的。在这方面，辐射签名的耗散的动能和转换的相对论磁化外流的内部冲击的磁能进行了研究。我们的模型内部冲击所造成的碰撞均匀等离子体壳。我们通过求解碰撞壳层接触面上的黎曼问题来计算壳层相互作用后的流动状态，然后计算由此产生的激波的辐射。在流动光度恒定的假设下，我们发现两个壳层都是弱磁化的（σ< \sim 0.01）和至少一个壳层的σ> \sim 0.01的模型之间有明显的差别。我们得到的辐射效率是最大的模型，其中，无论顺序，一个壳层是弱磁化和其他强磁化。在光谱的逆康普顿部分以及光学、X射线和1GeV光变曲线中观察到弱磁化壳层碰撞和强磁化壳层碰撞之间的实质性差异。我们提出了一种方法来区分弱磁化从磁化的内部冲击的观测通过比较的最大频率的逆康普顿和同步辐射部分的频谱的比例的逆康普顿和同步辐射通量。最后，我们的研究结果表明，LBL耀变体可能对应于几乎没有磁化的流动，而HBL耀变体可能对应于中等磁化的。实际上，通过与实际blazar观测结果的比较，我们得出结论，典型blazar的磁化强度σ < \sim 0.01，内激波模型在这些来源中是有效的。
2012-01-04 astro-ph.HE
Particle Acceleration and Nonthermal Emission at the Intrabinary Shock of Spider Pulsars. I: Non-Radiative Simulations
针对蜘蛛脉冲星双星内激波的X射线非热辐射，研究用二维PIC模拟揭示磁条带重联、上游电场及等离子体团随机相互作用对粒子的加速机制，并验证光谱和光变曲线与观测吻合。
2024-04-03 astro-ph.HE
General relativistic polarized radiative transfer with inverse Compton scatterings
我们提出了{ \tt radpol} -一个数值方案，用于集成多频偏振辐射转移方程沿射线在弯曲时空中传播。该方案包括辐射过程，如同步辐射，吸收，法拉第旋转和转换，并首次，相对论康普顿散射包括光偏振的影响。该方案是完全协变的，并且适用于对无线电- $γ$ -射线发射及其极化进行建模，相对论喷流和吸积流到黑洞和其他奇异物体上，这些物体在替代度规理论中描述，并以半解析或与时间相关的磁流体动力学模拟建模。我们进行了一些测试，以验证实施的数值算法，处理光偏振弯曲时空。我们展示了应用该计划来模拟宽带发射光谱从相对论热，几何厚冠状流入周围的超大质量黑洞的磁盘模型实现在广义相对论磁流体动力学模拟。
2019-11-25 astro-ph.HE
Radiative PIC simulations of relativistic pair plasma: multiple interacting current sheets and turbulent evolution
INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所，阿切尔西天文台）；SETI Institute（搜寻地外文明研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学，物理与天文系）；INFN, Via G. Sansone 1（意大利国家核物理研究所）；IAPS, INAF（国际空间科学研究所，意大利国家天体物理研究所）；ENEA, NUC Department（意大利国家新 technologies、能源和可持续经济发展署，核能部门）；Institut für Theoretische Physik, Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学，理论物理研究所）
本文通过二维相对论粒子-网格（PIC）模拟研究了在高能天体物理环境中，如脉冲星风 nebula 中的粒子加速区域和相对论喷流中，多个相互作用电流片的辐射磁重联动力学，揭示了非线性湍流演化及同步辐射加速机制。
2026-05-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Radiative energy from a reconnection region around massive black hole
在之前的数值研究中，我们发现在吸积盘热流环境中存在磁重联的情况下会出现斑点的形成和喷射。基于这些令人鼓舞的结果，在本工作中，我们计算了Sgr A* 周围不同带的发射能量和光谱。我们假设在磁重联区的电子是非热的，并发射同步辐射。另一个区域的电子是热的，遵循热分布，热电子发射机制是热同步辐射。在磁演化和重联的整个过程中，我们发现在最近观测到的射频（230 GHz和43 GHz）和近红外波段的时间光变曲线上有两个峰值。虽然，近红外波段的光变曲线是最突出的一个单一的峰值。第一个峰是由于等离子体流中的斑点而出现的，该斑点是由于磁重联而形成的。第二个峰是由于随着磁通量的演化产生了非热电子。对于单个等离子体团/斑点，这两个峰值的亮度都超过1026 erg/s。对于NIR波段，最高光度可达1028 erg/s以上。对于大的模拟区域和具有多个斑点的较强磁场，这些亮度可以是高的。我们推断观测到的耀斑是一组磁重联现象，而不是单个现象。
2021-10-07 astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst prompt emission from the synchrotron radiation of relativistic electrons in a rapidly decaying magnetic field
本文研究了衰减磁场中相对论性电子同步辐射对伽马射线暴瞬时发射光谱的影响，发现快速衰减磁场能自然产生从-3/2到-2/3的低能光子指数，与多数GRB观测一致。
2024-07-04 astro-ph.HE
From electrons to Janskys: Full stokes polarized radiative transfer in 3D relativistic particle-in-cell jet simulations
相对论性河外喷流的基本等离子体成分在很大程度上仍然未知。相对论磁流体动力学（RMHD）模型能够再现许多观察到的宏观特征，这些外流。然而，甚长基线干涉（VLBI）阵列检测到的非热同步辐射，是一个副产品的动力学尺度的物理发生在喷流，物理不直接在大多数RMHD代码建模。本文试图辨别不同的等离子体成分之间的相对论喷流的辐射差异，使用小规模的三维相对论粒子在细胞（PIC）模拟。我们生成两个PIC射流模拟的全斯托克斯成像，其中一个射流由电子-质子（$e^{-}$ - $p^{+}$）等离子体组成（即，正常等离子体射流），和其中射流由电子-正电子（$e^{-}$ - $e^{+}$）等离子体组成的另一种（即，一对等离子体射流）。我们研究了从这两个射流模拟中产生的线偏振（LP）和圆偏振（CP）的形态和强度的差异。我们发现，从$e^{-}$ - $p^{+}$等离子体射流中发出的CP的分数水平比从具有相似速度和磁场强度的$e^{-}$ - $e^{+}$等离子体射流中发出的水平大几个数量级。此外，我们发现两种喷流组合物的线偏振和圆偏振同步辐射的形态是不同的。我们还证明了慢光插值的重要性，我们强调的效果，有限的光交叉时间所产生的偏振光线追踪时，通过相对论等离子体。
2021-06-09 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
Synchrotron Emission from VHE Gamma-Ray Induced Pair Cascades in AGN Environments
从中低频尖峰耀变体中发现的甚高能量（VHE，E > 100 GeV）伽马射线辐射表明，这些天体中可能发生伽马-伽马吸收和对级联。在以前的论文中，我们研究了VHE γ射线诱导对级联的康普顿辐射，由中等磁场偏转，在很大程度上独立于模型的方式，并证明这种发射可以解释费米通量和光谱的射电星系Cen A和NGC 1275。在本文中，我们描述了我们的蒙特卡罗级联代码的泛化，包括从级联的角度依赖的同步输出，允许应用到不可忽略的磁场的情况下，导致潜在的可观察到的同步签名，但仍然没有主导级联粒子的辐射能量损失。我们证实了NGC 1275和Cen A级联的同步辐射对于我们以前工作中所用的参数是可以忽略的。我们证明，磁场不能确定从一个适合的级联发射的伽玛射线光谱单独，和简并只能解除，如果从级联的同步辐射也被观察到。我们用NGC 1275的例子来说明这个事实。我们指出，级联同步辐射可能在几个耀变体的光谱能量分布中产生与观测到的蓝色大凸起相同的能量范围内的光谱特征，并可能对这一特征作出不可忽略的贡献。我们用3C 279的例子来说明这个想法。
2012-02-27 astro-ph.HE
Extension of the synchrotron radiation of electrons to very high energies in clumpy environments
相对论电子的同步辐射冷却是天体物理中最有效的辐射机制之一。它不仅伴随着粒子的加速过程，而且对母电子能量分布的形成有反馈作用。电子的辐射冷却时间随着能量的增加而减少，如$t_{\rm syn} \propto 1/E$;相应地，总辐射效率随着能量的增加而增加。另一方面，这种效应严格限制了单个光子的最大能量。即使在所谓的极端加速器中，加速以理想磁流体等离子体所允许的最高速率$t_{\rm acc}^{-1} = eBc/E$进行，同步辐射也不能远远超出由电子质量和精细结构常数决定的特征能量：$h ν^{\rm max} \sim m_e c^2/α\sim 70 \rm\,MeV$。在本文中，我们提出了一个模型，其中同步辐射的形成发生在位于粒子加速器内部的紧凑磁滴中，并建立了计算此类系统产生的同步辐射的形式。我们证明，对于某些组合的参数特征的加速器和磁斑点，同步辐射可以扩展到超过这个限制的几个数量级。这种情况需要粒子加速器的弱磁化，以及气体内能在足够小的斑点中有效地转换成磁能。所需的斑点的尺寸受到磁镜效应的约束，磁镜效应可以在一定条件下防止颗粒穿透到强磁场区域中。
2021-05-11 astro-ph.HE
Jet models for black-hole binaries in the hard spectral state
这是我们研究具有分布电子加速的喷流模型的第一部分。我们在这里提出我们的假设，基本方程，和他们的解决方案的稳态电子分布。我们假设的形状的电子加速率和依赖性的归一化和磁场强度的高度沿射流。我们的重点是黑洞双星的硬光谱状态，为此我们考虑到它们典型的射电光谱是平坦的。这似乎需要每单位对数长度的恒定耗散率和磁能通量守恒。我们的电子动力学方程包括绝热和辐射损失和平流，和我们的光子辐射转移方程包括同步辐射吸收和发射和康普顿发射。除了自康普顿过程，我们考虑到康普顿散射的恒星和吸积光子和吸收的极高能量的伽马射线对生产软光子。我们提出了一个一般的解决方案的动力学方程的平流和辐射和绝热损失和解析解的情况下，占主导地位的同步辐射损失在锥形射流。在下面的论文中，我们提出了详细的光谱结果，从我们的方程适用于天鹅座X-1。
2014-03-03 astro-ph.HE
A public code for general relativistic, polarised radiative transfer around spinning black holes
射线追迹辐射转移是比较黑洞吸积流和喷流的理论模型与观测结果的有力方法。我们提出了一个公共代码，grtranss，进行这样的计算在克尔度规，包括极化辐射转移和沿测地线平行运输的充分治疗。代码是用Fortran 90编写的，并与OpenMP有效地并行化，完整的代码和几个组件都有Python接口。我们描述了几个测试，用于验证代码，我们比较结果极化薄吸积盘和半解析射流问题与文献中的例子，其使用。一路上，我们提供准确的拟合函数的偏振同步辐射和传输系数的热和幂律分布函数，并比较结果的偏振辐射转移方程的数值积分和正交解。我们还表明，所有的传输系数可以发挥重要的作用，在预测的图像和银河系中心黑洞，Sgr A*，在亚毫米波长的偏振图。
2016-02-09 astro-ph.HE
Radiation Signatures of Electron Acceleration in the Decelerating Jet of MAXI J1348-630
针对MAXI J1348-630 2019/2020年爆发中喷流团块减速时电子加速的辐射特征，引入含过渡层的相对论激波模型模拟减速，得到与观测匹配的多波长辐射特征，解决了原动能估计过高问题。
2025-04-13 astro-ph.HE
Radiative shock oscillation model for the long-term flares of Sgr A*
我们研究了含时二维相对论辐射MHD流，建立了Sgr A* 长期耀斑的激波振荡模型。采用修改后的流动参数，除了以前的研究，我们确认准周期耀斑的周期为$\sim$ 5和10天，这是兼容的钱德拉，雨燕，和XMM牛顿监测的Sgr A* 的观测。利用一个简化的离子和电子双温模型，我们发现由于同步辐射引起的耀斑比韧致辐射滞后1 - 2小时，这与在Sgr A* 中同时观测到的射电和X射线变率中报道的1 - 5小时的时间滞后在定性上是相当的。在强磁场作用下，同步辐射被限制在3 $R_{\rm g}$大小的核心区域内，而韧致辐射主要起源于振荡激波后10 - 20 $R_{\rm g}$的远区，其中$R_{\rm g}$为Schwarzschild半径。时滞被估计为声波在上述两个区域之间的渡越时间。辐射的时间平均分布沿旋转轴方向表现出很强的各向异性，但在径向上表现出各向同性。在准直角为$\sim 15^\circ$的狭窄漏斗区域内，间歇地发现了沿旋转轴方向的$\sim 0.6c$高速射流。激波振荡模型很好地解释了Sgr A* 长期耀斑的耀斑速率以及射电和X射线辐射之间的时滞。
2022-06-10 astro-ph.HE
A Machine Learning Method for Monte Carlo Calculations of Radiative Processes
针对天体物理中辐射过程的随机性及传统 Monte Carlo 方法计算效率低的问题，提出一种机器学习高效采样技术，可加速任意已知概率分布的采样，在逆 Compton 辐射应用中比传统方法快达一个数量级。
2024-06-27 astro-ph.HE
Multiband Nonthermal Radiative Properties of HESS J1813-178
HESS J1813-178源是在TeV γ射线的银河系内巡天中探测到的，其射电波段的信噪比为G12.8-0.0，其中的PWN是由最近发现的高能脉冲星PSR J1813-1749提供能量的。TeV的γ射线是来自SNR壳层还是PWN，目前还不确定。我们从理论上研究了复合SNR G12.8-0.0的多波长非热辐射。基于非线性扩散激波加速机制的半解析方法，计算了SNR壳层中加速粒子的辐射。在该模型中，磁场是通过共振流动不稳定性自生的，并考虑了该场对激波的动力学反应。基于无辐射信噪比下PWN的动力学演化和辐射演化耦合模型，研究了PWN的动力学和多带发射。粒子被注入相对论麦克斯韦谱加上指数为-2.5的幂律高能尾。结果表明，壳层的射电辐射可以很好地再现为SNR激波加速的电子的同步辐射;残骸的ISM数密度为1.4 cm^{-3}，SNR壳层的伽马射线发射微不足道，从源中观察到的X射线和VHE伽马射线与电子产生的发射一致。正电子分别通过同步辐射和IC散射注入到PWN中;所得到的壳层的伽马射线通量与探测到的相当，只是密度相对较大，约为2.8 cm^{-3}。HESS J1813-178的VHE伽马射线可以很自然地解释为主要来自星云，尽管SNR壳层的贡献随着周围介质的密度而变得显着。
2010-06-01 astro-ph.HE
Electromagnetic fireworks: Fast radio bursts from rapid reconnection in the compressed magnetar wind
产生快速射电暴（FRB）的一种情况是磁星风电流片中的磁重联。在磁星耀斑产生的强磁脉冲的压缩下，电流片分裂成自相似的磁岛链。在它们的分层聚结过程中，在它们的界面处的随时间变化的等离子体电流产生相干辐射。我们研究这种情况下，使用二维辐射相对论粒子在细胞模拟计算效率的相干发射，并获得频率定标。与预期一致的是，一小部分重新连接的磁场能量，$f\sim 0.002$，被转换为高频快磁声波包，可以从磁星风中逃逸为无线电发射。在协议与分析估计，我们发现，磁脉冲的$10^{47}\text{erg}\;\text{s}^{-1}$可以触发相对窄带GHz的发光度约为$10^{42}\text{erg}\;\text{s}^{-1}$，足以解释明亮的河外FRB。该机制为突发信号的向下频率漂移以及最近在FRB 20200120 E中检测到的$\sim 100\;\text{ns}$子结构提供了自然的解释。
2022-06-17 astro-ph.HE
Radiatively driven relativistic jets with variable adiabatic index equation of state
本文研究了在Paczyroski-Wiita势近似下，非旋转黑洞周围受冲击吸积盘辐射驱动的相对论性流体喷流。次开普勒和开普勒吸积率控制激波的位置，因此，吸积盘周围的辐射场。我们用完全狭义相对论变换计算辐射矩。在特殊相对论变换之上，黑洞所吸收的一部分辐射的影响已经被近似。我们表明，辐射矩周围的超大质量黑洞是不同的恒星质量的黑洞相比。结果表明，随着质量吸积率、吸积盘的同步辐射和流成分中质子含量的减少，喷流的终端速度增加。为了获得射流的相对论终极速度，热驱动和辐射驱动都是重要的。我们表明，非常高的吸积率和对主导的流量，超大质量黑洞周围的射流是真正的超相对论，而恒星质量黑洞周围的射流，终端洛伦兹因子约$10$是可以实现的。
2015-08-07 astro-ph.HE
Compact formulae, dynamics and radiation of charged particles under synchro-curvature losses
本文考虑带电粒子沿弯曲磁场线运动的基本问题，修正了Cheng和Zhang（1996）提出的同步曲率辐射公式。我们提供了更紧凑的表达式来评估由单个粒子发射的光谱，确定控制曲率主导和同步加速器主导制度之间的过渡的关键参数。该参数取决于磁场线的局部曲率半径、回转半径和螺旋角。我们数值求解的运动方程的发射粒子考虑自洽的辐射损失，并提供由粒子产生的辐射光谱时，电加速是由其辐射损失平衡，因为它是假设发生在脉冲星的磁层的外部间隙。我们计算整个粒子轨迹辐射的平均光谱，发现峰值之前的光谱的斜率取决于发射区域的位置和大小。我们展示了这种效应如何导致各种同步曲率光谱。我们的研究结果加强了这样一种想法，即纯粹的同步辐射或曲率损失，在一般情况下，不足以描述粒子运动的辐射反应，以及发射光子的光谱。最后，我们讨论了这些计算不同的天体物理方案的适用性。
2014-12-09 astro-ph.HE
Radiative Properties of Magnetically-Arrested Disks
磁制动盘（MAD）出现时，吸积流提供了足够的量的磁通量。在这项工作中，我们使用磁流体动力学模拟的结果来设置磁场的配置，并研究由此产生的吸积流的动力学和辐射特性（即，没有喷气机）的疯狂。本文所发展的方法适用于有或无大尺度磁场的MAD和标准与正常演化（SANE）吸积流。对于辐射过程，我们包括同步辐射，韧致辐射和康普顿散射。我们发现，在一般情况下，MAD吸积流有类似的光谱的SANE，这复杂的任务区分MAD SANE。在相同的吸积速率下，MAD系统地比SANE亮。然而，临界吸积率超过热溶液停止存在的MAD是较低的。因此，MAD可以达到的最大光度与SANE相当，但略低于SANE，并且对磁通量的依赖性很弱。然后，我们讨论了我们的研究结果对活动星系核和吸积黑洞双星的影响。
2019-11-15 astro-ph.HE
The Radiative Efficiency and Spectra of Slowly Accreting Black Holes from Two-Temperature GRRMHD Simulations
本文结合广义相对论、磁流体力学、自洽电子热力学和频率依赖的辐射输运理论，对黑洞上辐射效率低的吸积流进行了轴对称数值模拟。本文研究了自旋为$a_{\star} = 0.5$的$10^8 M_{\odot}$黑洞对$10^{-5} \dot{M}_{\mathrm{Edd}}$的吸积率。我们报告了平均流动热力学作为吸积率的函数。我们提出了出射辐射的光谱，并发现它强烈的吸积率，从同步主导的无线电在低$\dot{M}$逆康普顿主导在我们的最高$\dot{M}$。与正则解析模型相比，我们发现通过$\dot{M} \approx 10^{-5} \dot{M}_{\mathrm{Edd}}$，流接近$\sim 1\%$辐射效率，大部分辐射是由于远离黑洞的库仑加热电子的逆康普顿散射。这些结果具有广泛的影响，吸积黑洞在观测系统中实现的吸积率的大部分建模。
2017-07-13 astro-ph.HE
Radiative Magnetic Reconnection in Astrophysics
本文综述了高能等离子体天体物理学中一个迅速发展的新领域--辐射磁重联，即：辐射反应影响重联动力学，能量学和非热粒子加速的重联制度。这种影响可以通过许多天体物理学上重要的辐射效应来表现，例如粒子加速的辐射反应极限、辐射冷却、辐射电阻率、辐射阻力对重联流出的制动、辐射压力、粘性，甚至在最高能量密度下的电子对产生。在磁重联理论和模型中自洽地包含这些效应，要求我们对这个问题的整体理论方法进行认真的修改。此外，快速重连动力辐射通常是我们研究远程天体物理系统的唯一观测诊断工具;这强调了开发预测建模能力的重要性，以便将重连系统中的基本物理条件与可观测的辐射特征联系起来。本章概述了辐射重联的基本物理理解的最新理论进展，特别强调了天体物理学上重要的辐射机制，如同步加速器，曲率和逆康普顿。它还提供了辐射重联的关键高能天体物理学应用的广泛审查，如：脉冲星风星云和磁层，吸积黑洞日冕和XRB和AGN的喷流，磁星的磁层，和伽马射线暴。最后，本章讨论了最关键的开放问题，并概述了未来的研究方向，在这个令人兴奋的新前沿等离子体天体物理学。
2015-10-19 astro-ph.HE
Effects of synchrotron cooling and pair production on collisionless relativistic reconnection
在相对论性磁重联中加速的非热粒子的高能辐射被认为在许多天体物理系统中是重要的，从耀变体喷流和黑洞吸积盘日冕到耀变体和磁星耀斑。在这些系统中，高能量光子（$>$ MeV）的实质密度的存在可以使双光子对产生（$γγ\to e^-e^+$）成为等离子体粒子的附加源，并且可以影响这些物体的辐射性质。我们提出了新的粒子模拟的结果，跟踪辐射的同步加速器光子和创建的对，我们研究了一个二维的重连电流片对等离子体的演变。来自电流片中加速粒子的同步辐射在上游产生热的次级对，这些次级对随后平流进入电流片，在电流片中它们被重新加速并产生更多的光子。在光学薄区域，当大部分辐射离开上游不受影响时，该过程是自我调节的，并且仅取决于背景磁场和光子的光学深度以产生对。额外的等离子体负载也会影响重联的性质。我们研究了如何流入的二次等离子体，多重数高达几百，减少了等离子体的有效磁化，抑制加速，从而降低了高能光子光谱截止。这就解释了为什么观测到的伽马射线截止与光柱处的磁场之间存在微弱的依赖关系。
2018-09-27 astro-ph.HE
The Feasibility of Magnetic Reconnection Powered Blazar Flares from Synchrotron Self-Compton Emission
在活动星系核的耀变体子类中，在分钟时间尺度上观察到了数量级的变化。这些高能耀斑往往是难以解释的冲击加速模型，由于小尺寸的推断发射区，与最近的粒子在细胞（PIC）模拟显示，磁重联是一个有前途的替代机制。在这里，我们提出了一个宏观的发射模型的物理动机的PIC模拟，粒子加速的能量来自于重联磁场。我们跟踪的径向增长和相对速度的重新连接等离子体团，建模粒子加速和辐射损失同步加速器和同步自康普顿（SSC）的排放。为了测试磁重联作为快速blazar耀斑背后机制的可行性，我们同时将我们的模型拟合到从BL Lacertae的2016 TeV耀斑观察到的光变曲线和SED。我们发现，一般情况下，不考虑外部光子，重新连接等离子体团是无法产生康普顿占主导地位的TeV耀斑，因此不能重现的意见，由于生产过剩的同步辐射。此外，有问题的大等离子体团，相当于整个喷流半径的大小，需要发射足够的SSC伽马射线被观察到。然而，我们的等离子体团模型可以重现快速TeV的耀斑光曲线，表明重连能够产生快速，强大的TeV耀斑在观察到的时间尺度。我们的结论是，虽然重联可以产生正确的时间尺度上的SSC耀斑，TeV排放的主要来源不能SSC和所需的等离子体团的大小可能是令人难以置信的大。
2019-06-11 astro-ph.HE
X-ray Emitting GHz-Peaked Spectrum Galaxies: Testing a Dynamical-Radiative Model with Broad-Band Spectra
在我们最近开发的一个动态辐射模型中，描述了紧凑的GHz峰值光谱（GPS）源的物理学，相对论性喷流传播穿过宿主星系的内部，kpc大小的区域，而膨胀的叶的电子人口演变并发出同步加速器和逆康普顿（IC）辐射。星间介质气体云被膨胀的瓣体吞没，并被活动核光电离，通过同步加速器光子的自由-自由吸收（FFA）负责无线电光谱周转。该模型提供了一个描述的谱能量分布（SED）的全球定位系统源的扩展，预测显着的和复杂的高能量发射，从X射线的伽马射线频域的演变。在这里，我们用11个发射X射线的具有致密对称天体（CSO）形态的GPS星系的宽带SED来检验这个模型，结果表明：（i）在低于频谱周转率的频率上，射电连续谱的形状确实可以很好地用FFA机制来解释;（ii）所观察到的X射线光谱可以被解释为经由离开瓣粒子的局部辐射场的IC散射而产生的非热辐射，提供了一个可行的替代方案，热，吸积盘占主导地位的情况。我们还表明，从X射线（N_H）和无线电（N_HI）数据的源的氢柱密度之间的关系是暗示的正相关性，这一点，如果证实了未来的观测，将提供进一步的支持，我们的方案的高能量发射叶。
2010-04-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Synchrotron Circular Polarization in Gamma-Ray Burst Prompt Optical Emission: Relativistic Thermal Electron Contribution
本文研究了伽马射线暴瞬时光学辐射中，相对论性热与非热电子混合分布产生的同步回旋圆偏振，发现混合模型的圆偏振度随电子温度降低而显著升高，且随光学深度增加的下降速度慢于线偏振度。
2025-05-28 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
Characterizing the Scale Height and Filamentary Structure of Radiatively Cooled MADs
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
本文通过GR-MHD模拟研究辐射冷却对磁性冻结盘结构和动态的影响，发现磁通量积累使气体形成离散的丝状结构，并提出基于密度最大极位置的替代定义以更准确描述强磁场和冷却条件下的盘结构。
2026-10-30 astro-ph.HE
Synchrotron-cooled plasma distribution in the outer magnetosphere of a neutron star
University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of Maryland（马里兰大学）
本文通过引导中心形式分析带电相对论粒子在不均匀磁场中的运动，考虑磁镜效应和冷却导致的能量损失，研究粒子在磁极区的分布特性及能量损失对粒子迁移的影响。
2026-04-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Radiative cooling induced coherent maser emission in relativistic plasmas
本文通过从头算高分辨率动理学模拟，首次揭示强磁化介质中经历同步辐射冷却的相对论性等离子体可经由电子回旋脉泽不稳定性自发产生相干线偏振辐射，且辐射损失延长了相干放大持续时间，为脉冲星发射和快速射电暴等天文现象提供了新解释。
2024-09-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
