Multi-Zone Models of Superbursts from Accreting Neutron Stars
超级爆发是一种罕见的高能热核碳闪光，发生在吸积的中子星上。我们使用恒星演化程序首次建立了一系列超暴的多区模型。我们自洽地建立了燃料层在不同的速度，跨越整个范围内观察到的质量吸积率的超级爆发。所有模型的光变曲线。它们通常表现出冲击爆发，由于冲击加热的前兆爆发，和两个组件的幂律衰减。冲击加热单独是足够的一个明亮的前体，下面的冲击爆发在一个短的动态时间尺度上，由于回落的膨胀层。模型在最高的吸积率，但是，缺乏一个冲击突破，前兆，和第一次幂律衰减组件。形成外壳的超级爆发的灰烬主要由铁组成，但超级爆发会留下一个富含硅的层，下一个会在其中点燃。比较模型的光变曲线观察到的超爆从4U 1636-53，我们发现我们的吸积组合物的最佳协议与模型在三倍的观测吸积率。我们研究的依赖地壳加热的观测，如复发时间和衰变时间尺度。然而，如果没有与观测到的吸积速率很好的匹配，就像我们在4U 1636-53中看到的那样，限制地壳加热仍然很困难。
2011-10-10 astro-ph.HE
Dynamical properties of oscillating, viscous, transonic accretion disks around black holes
本研究通过轴对称粘性流体动力学模拟分析黑洞周围亚开普勒跨音速吸积流的演化，发现二维模拟中所有模型均出现激波，激波振荡由粘性耗散、辐射冷却和引力竞争触发，可产生亚赫兹至几赫兹的QPOs。
2025-09-24 astro-ph.HE
Soft X-Ray Excess from Shocked Accreting Plasma in Active Galactic Nuclei
我们提出了一个新的理论模型来描述软X射线过剩的物理身份，无处不在地检测到在许多塞弗特星系，通过考虑一个稳态的，轴对称的等离子体吸积在最内层的稳定圆轨道（ISCO）周围的黑洞（BH）吸积盘。我们扩展了我们以前的理论研究广义相对论磁流体动力学（GRMHD）吸积，这意味着吸积等离子体可以发展成一个站立的冲击适当的物理条件，使下游流足够热，由于冲击压缩。我们数值计算研究，为基准等离子体参数，不同的BH自旋在强引力下的快速MHD冲击的物理性质。我们表明，从标准吸积盘的热种子光子可以有效地康普顿上散射的激发亚相对论性电子在热下游等离子体中产生的软过剩功能的X射线。作为一个实例，我们构造了一个包含倾角$θ_{\rm obs}$、盘光子温度$kT_{\rm in}$和下游电子能量$kT_e$的三参数康普顿化模型，并与一个典型的射电宁静Seyfert 1活动星系核Ark~120的60 ks { \it XMM-Newton}/EPIC-pn谱进行了比较.我们的$χ^2$ -分析表明，该模型是合理的，成功地描述了数据的非旋转和旋转BH的$61.3~{\rm keV} \lesssim kT_e \lesssim 144.3~{\rm keV}$，$21.6~{\rm eV} \lesssim kT_{\rm in} \lesssim 34.0~{\rm eV}$和$17.5\degr \lesssim…
2016-06-06 astro-ph.HE
A persistent bow shock in a diskless magnetised accreting white dwarf
Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（尼古拉·哥白尼天文学中心，波兰科学院）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理系河外天文中心）；INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）；School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学院）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Oxford, Department of Physics, Astrophysics（牛津大学物理系天体物理学）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（欧洲空间科学中心，西班牙高等科学研究委员会））；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究研究所）；South African Astronomical Observatory（南非天文台）；Department of Astronomy, University of Cape Town（开普敦大学天文系）；Department of Physics, University of the Free State（自由州大学物理系）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）；Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University（拉德堡德大学天体物理学/IMAPP系）
研究发现盘外磁化吸积白矮星1RXS J052832.5+283824存在持续bow壳，其磁场强度达42-45 MG，排除了热核爆炸和供体风等传统解释，表明存在未被识别的能量损失机制。
2026-01-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cyclotron line formation in the radiative shock of an accreting magnetized neutron star
针对磁化中子星回旋共振散射特征（CRSF）形成位置不明的问题，开发蒙特卡罗代码模拟辐射激波处的辐射转移，发现一阶费米加速可产生CRSF，且多普勒效应会使CRSF质心偏移，为准确测定磁场强度提供依据。
2024-02-12 astro-ph.HE
A Unified Spectral Model for Accreting Neutron Stars
最近的研究表明，弱磁性中子星周围的吸积流在到达恒星表面之前经历了多次冲击，这导致了X射线观测到的光谱和时间变化。在这里，我们报告，第一次，一个统一的模型的冲击吸积流周围的中子星，基于双组分对流范式的光谱特性。我们比较我们的理论结果与X射线光谱特征的Z和环礁源，在不同的状态。我们还拟合了Sco X-1和4U 1705-44的RXTE/PCA谱，以显示该新模型的潜在应用。
2020-12-28 astro-ph.HE
Polarized radiation from an accretion shock in accreting millisecond pulsars using exact Compton scattering formalism
本文为吸积毫秒脉冲星开发了基于吸积激波热康普顿化的新发射模型，发现其偏振度低于汤姆逊散射模型，并利用IXPE模拟数据结合嵌套采样获取参数约束。
2023-09-05 astro-ph.HE
Characteristic Signatures in the Thermal Emission from Accreting Binary Black Holes
我们提出的计算结果的热谱从二维，移动网格，高精度，粘性流体动力学模拟吸积超大质量黑洞二。我们包括粘性加热，冲击加热和辐射冷却，演化时间超过粘性时间，使我们达到准稳态吸积状态。与以前的工作一致，我们发现，气体被有效地剥离从内边缘的circumbinary磁盘和进入腔沿吸积流，饲料持久的“迷你磁盘”周围的每个黑洞。我们还发现，从冲击加热的迷你盘和吸积流的排放防止任何赤字的高能量排放，可能会预期内的环联腔，而是导致一个特征的亮度开始在软X射线的光谱。
2014-05-30 astro-ph.HE
Radiation-dominated polar emitting region of an accreting X-ray pulsar -- I. Polarization- and spectrum-dependent structure, and the emergent continuum
Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学列昂尼德·斯特恩伯格天体物理研究所）；Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理学院）
本文通过三维模型研究X射线脉冲星极发射区的辐射主导结构，考虑磁散射、Compton散射等机制，揭示了激波区电子温度及高能区域形成机制。
2026-03-02 astro-ph.HE
An accreting stellar binary model for active periodic fast radio bursts
在这项工作中，我们提出了一个吸积恒星双星模型来理解活跃的周期性快速射电暴（FRB）。该系统由一个恒星致密天体（CO）和一个在偏心轨道上的施主星（DS）伴星组成，其中DS填充了近星点附近的洛希瓣。CO吸积来自DS的物质，然后驱动相对论性磁团。DS的磁团和恒星风之间的相互作用产生了一对激波。我们发现反向激波和正向激波都有可能通过同步脉塞机制产生FRB。我们表明，该系统可以在原则上充分产生高活性的FRB具有较长的寿命，也可以自然地解释出现在FRB 180916和121102的活动的周期性和占空比。射电星云由长期注入周围环境的磁泡激发，可能是相关的持久射电源。在成瘾，我们讨论了可能的多波长对应的FRB 180916在这个模型的上下文中。最后，我们鼓励在超亮X射线源中寻找FRB。
2021-10-18 astro-ph.HE
A Possible Model for the Long-Term Flares of Sgr A*
研究了二维磁场对黑洞周围低角动量驻波流的影响。磁场引起冲击的行为和位置的变化，这导致流动的规则或混乱的振荡现象。采用比角动量、比能量和磁场强度等基准参数，我们发现激波在60- 170 R_g范围内来回运动，周期约为5天，并伴随着一个周期为25小时的快速小调制，其中R_g为Schwarzschild半径。与两个不同的周期相关联的时间变异性归因于振荡的外部强激波，以及另一个快速振荡的内部弱激波。由于激波位置的变化，光度的变化大约超过3倍。在Chandra、Swift和XMM-Newton对Sgr A* 进行的最新观测中，该流的时间依赖行为与约每天一次的发光耀斑和每5 - 10天发生一次的明亮耀斑很好地兼容。
2019-02-08 astro-ph.HE
A quantitative explanation of the cyclotron-line variation in accreting magnetic neutron stars of super-critical luminosity
本文构建解析辐射激波模型，纳入偶极磁场、多普勒增强与引力红移，解释超临界吸积中子星回旋线能量随光度的弱反相关，并良好拟合V0332+53。
2024-06-13 astro-ph.HE
Estimation of Plasma Parameters in an Accretion Column near the Surface of Accreting White Dwarfs from Their Flux Variability
我们考虑的行为的吸积柱中出现的吸积下的二元系统附近的表面的白矮星。在白矮星表面附近的驻激波中加热的等离子体有效地辐射出X射线能带。我们提出了一种方法来估计后冲击等离子体参数，如密度，温度和高度的热区，从功率谱的X射线光度变化。该方法是基于这样一个事实，即在不同的傅立叶频率的热区的通量变化幅度显着依赖于其冷却时间，这是由在吸积柱的热区的参数确定。这使得热物质的密度和温度得以估计。我们表明，特征冷却时间可以有效地确定从中断频率的功率谱的X射线通量变化的吸积白矮星。目前可用的X射线仪器由于收集面积不足而不允许进行这样的测量，但这很可能通过新一代大面积X射线光谱仪成为可能。
2013-12-17 astro-ph.HE
Low angular momentum flow model for Sgr A*
我们检查低角动量流模型的Sgr A* 使用二维流体动力学计算的基础上的参数的特定角动量和总能量估计在最近的分析附近的恒星的恒星风围绕Sgr A*。具有合理参数的吸积流是非定常的，在几十到一百六十Schwarzschild半径的内部区域形成不规则振荡激波。由于振荡激波的存在，在1小时到10天的时间尺度上，光度和质量流出率分别被调制了几个百分点，分别为5倍和2-7倍。流动是高度平流的，吸积物质转化为辐射的辐射效率非常低，为10^{-5}-10 ^{-3}，如果考虑到双温模型和同步辐射，则4.0* 10^{-6}太阳质量/年的输入吸积率导致观测到的Sgr A* 的光度为10^{36}尔格/秒。质量流出率的气体起源于激波后区域的增加与增加输入特定的角动量和范围从几个到99%的输入吸积物质，取决于输入角动量。如果比角动量和比能量属于或位于旋转无粘绝热吸积流中的定常激波的参数范围附近，则振荡激波必然被触发。时间变化可能与Sgr A* 的耀斑活动有关。
2012-06-22 astro-ph.HE
Linear Analysis of the Shock Instability in Core-collapse Supernovae: Influences of Acoustic Power and Fluctuations of Neutrino Luminosity
本文是Takahashi等人（2016）的续篇，其中作者研究了冲击前吸积物质的波动对核心坍缩超新星（CCSNe）中持续吸积冲击的线性稳定性的影响。如果人们理解这是关于激波后吸积流的外边界条件的影响，那么本文应该被看作是对内边界条件的可能影响的研究。更具体地说，我们施加了一个时间依赖性，振荡条件的内边界，考虑到注入声功率振荡原中子星。我们还考虑了在轻子数发射自持不对称性（LESA）论证中所引用的内外边界条件之间可能存在的相关性。本文利用拉普拉斯变换对CCSNe中常见的吸积激波进行了线性稳定性分析。我们发现，声功率增强了驻存吸积激波不稳定性，或SASI，特别是当光度较低。另一方面，中微子球上中微子光度涨落之间的关联对不稳定性的影响很小，只轻微地改变本征模的振幅。我们进一步研究了LESA激发的微扰方程的稳态解，得出结论：电子型中微子和反中微子的通量之和而非之差是产生自维持稳态微扰组态的关键因素。
2019-03-01 astro-ph.HE
Numerical simulations of high-energy flows in accreting magnetic white dwarfs
一些极星在其光学光变曲线中表现出准周期振荡，这被解释为冷却不稳定性驱动的激波振荡的结果。虽然数值模拟可以恢复这种物理现象，但它们错误地预测了X射线光度中的QPO，并且也未能重现观测到的频率，至少对于迄今为止探索的有限参数范围来说是如此。鉴于观测到的极坐标参数的不确定性，目前还不清楚模拟是否能重现观测结果。这项工作的目的是研究QPO，涵盖所有相关的极性显示QPO。我们进行了数值模拟，包括重力，回旋和韧致辐射损失，为广泛的极地参数，并比较我们的结果与天文数据使用合成的X射线和光学光度，我们表明，激波振荡是复杂的激波动力学的结果触发的相互作用的两个辐射不稳定性。二次激波形成于激波后区域的声视界，与我们从稳态解得到的估计一致。我们还表明，二次激波是必不可少的维持吸积激波振荡的平均高度预测我们的稳态吸积模型。最后，尽管探索的参数空间很大，但匹配观测到的QPO参数需要与观测到的参数不一致的参数组合。这种困难突出了一维模拟的局限性，这表明需要多维效应来理解极地吸积柱的非线性动力学和QPO的起源。
2017-09-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Quasi-periodic oscillations in accreting magnetic white dwarfs I. Observational constraints in X-ray and optical
准周期振荡（QPOs）中观察到的光通量的一些极性与典型的周期为1至3秒，但还没有观察到在X射线的吸积能量的显着一部分被释放。QPO是根据冲击振荡来预期和预测的。大多数的极地已经被XMM-牛顿卫星观测到。我们利用XMM-牛顿观测到的极线的齐次集合来寻找（0.5 - 10 keV）能量范围内QPO的存在，并为最亮的X射线极线设置了显著的上限。我们利用EPIC-PN相机的0.07秒分辨率提取了高时间分辨率的X射线光变曲线。从1998年到2012年，在XMM-牛顿观测的65个极中，根据PN仪器中的计数率选择了24个源的样本，以确保显着的限制。我们使用快速傅立叶变换（FFT）方法搜索QPO，并使用统计工具定义检测限。在调查的样本中，没有一个显示QPO处于显著水平。QPO中的分数通量的上限范围为7%至71%。这些负面的结果进行了比较，详细的理论预测的基础上的2D流体动力学代码在纸II的数值模拟。吸积柱中的冷却不稳定性预计将产生激波准振荡，其最大振幅在韧致辐射（0.5 - 10 keV）X射线发射中达到~40%，在光学回旋辐射中达到~20%。在没有X射线QPO的情况下，比吸积速率的上限为~（5 - 10）g·cm-2·s-1，但这一条件与解释观测到的光学QPO的振幅和频率所需的值不一致。这种矛盾概括了激波不稳定性模型可能存在的缺点。
2015-06-19 astro-ph.HE
Black Hole Aurora powered by a Rotating Black Hole
提出了一个由黑洞磁层中的磁流体激波产生的高能辐射源模型。黑洞磁层将围绕一个具有吸积盘的黑洞而构建，其中全球磁场可能由吸积盘及其日冕中的电流产生。这种黑洞磁层可以作为活动星系核、致密X射线源和伽马射线暴的中心引擎的模型。磁层辐射的能量来源是磁化吸积物质的引力能和电磁能以及旋转黑洞的转动能。当磁流体吸积流产生的磁流体激波作用于黑洞时，等离子体的动能和黑洞的转动能可以转化为辐射能。在这封信中，我们展示了巨大的能量输出在冲击波前显示负能量激波后吸积磁流体流动的快速旋转黑洞。这意味着从黑洞中提取的能量可以转化为MHD冲击波阵面处的辐射能量。当轴对称激波阵面形成时，我们预期在黑洞附近会有一个环形区域，其中有非常热的等离子体;看起来就像“极光”。从那里产生的高能辐射将为我们带来由于强引力而弯曲的时空的信息。
2010-04-01 astro-ph.HE
Effects of Radiation in Accretion Regions of Classical T Tauri Stars: Pre-heating of accretion column in non-LTE regime
模型和观测表明，物质吸积到年轻恒星表面的影响在吸积柱的底部产生区域，其中光学薄和厚等离子体成分共存。因此，要准确描述这些影响，就必须考虑到辐射吸收和辐射发射的影响。研究了冲击加热等离子体辐射对冲击前下落物质结构的影响。我们调查，如果一个显着的辐射吸收发生，如果它导致预冲击加热的吸积气体。我们建立了一个描述吸积柱撞击经典金牛T星表面的辐射流体动力学模型。该模型考虑了恒星引力、热传导以及辐射损失和物质在非局域热力学平衡状态下吸收辐射的影响。撞击后，在吸积柱的底部形成了一层热的激波后等离子体。从平板中发出的部分辐射被激波前的吸积材料吸收。结果，激波前的吸积柱逐渐升温到$10^5$ K的温度，形成激波的辐射前兆。该前体具有热结构，其中最热部分在$T \approx 10^5$ K下，其尺寸与热板坯的尺寸相当，在冲击后区域上方。在较大的距离上，温度逐渐降低到$T \approx 10^4$ K。
2019-08-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radio Emission from Accreting Isolated Black Holes in Our Galaxy
除了在双星系统中发现的几十个恒星质量的黑洞外，一个$10^8$级的孤立黑洞（IBH）被认为潜伏在我们的银河系中。尽管一些IBH能够从星际介质中吸积物质，但吸积流通常很弱，因此辐射效率低下，从而导致大量物质外流。我们研究电子加速产生的冲击之间形成的外流和周围的材料，以及随后的无线电同步辐射从加速电子。通过数值计算IBH的轨道，以获得它们的空间和速度分布，我们估计的IBH的数量可检测的调查使用SKA 1-mid（SKA 2）作为$\sim 30$（$\sim 700$）的最乐观的情况。SKA的视差测量可能会精确地给出它们的距离，可能会揭示我们银河系中黑洞的性质。
2019-07-01 astro-ph.HE
Shocks in the relativistic transonic accretion with low angular momentum
我们进行了1D/2D/3D相对论流体动力学模拟的吸积流与低角动量，填补了球对称的邦迪吸积和盘状吸积流之间的差距。考虑了下落物质的角动量方向分布不同，中心黑洞的自旋、物质的能量和角动量等关键参数取值不同的情况。在某些情况下，形成了冲击波阵面。我们确定的参数范围，形成后的冲击朝向或向外移动的中央黑洞或长期持续的振荡冲击观察。提取了引起质量吸积率耀斑的激波位置振荡频率。这些结果可以与中心黑洞的质量进行缩放，并且可以与选定的微类星体（如GRS 1915+105，XTE J1550-564或IGR J17091-3624）的准周期振荡进行比较，以及与弱活动星系中心的超大质量黑洞进行比较，如Sgr $A^{*}$。
2017-09-06 astro-ph.HE
Effects of Compton Cooling on Outflow in a Two Component Accretion Flow around a Black Hole: Results of a Coupled Monte Carlo-TVD Simulation
我们希望研究冷却康普顿云对黑洞周围吸积盘外流形成率的影响。我们进行了一个时间相关的数值模拟，其中流体动力学和辐射转移过程耦合在一起。我们考虑一个两分量的吸积流，其中开普勒盘浸入吸积低角动量流（晕）周围的黑洞。来自开普勒盘的软光子被晕中的电子以及离心压力支持的激波和视界之间的区域反康普顿化。我们通过改变Keplerian盘的速率运行了几个案例，并看到了对激波位置和外流特性以及频谱的影响。我们表明，作为康普顿云的康普顿化的结果，云变得更冷的开普勒磁盘率的增加。当合成的热压力降低时，激波后区域塌陷，流出速率也降低。由于硬辐射产生于激波后区，且谱线斜率随电子温度的降低而增大，冷却使谱线变软。因此，我们发现吸积黑洞的光谱状态和流出率之间的直接相关性。
2012-10-12 astro-ph.HE
Effect of spin on the dynamics of multi-component trans-relativistic accretion flows around Kerr black holes
本文研究了低角动量物质在伪牛顿Kerr势下向旋转黑洞的轴对称吸积，构建并求解了多组分相对论流的守恒方程，发现黑洞自旋和物质组分显著影响吸积流的多跨音速行为与驻激波形成。
2025-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Studies of dissipative standing shock waves around black holes
我们研究了静止和旋转黑洞周围的对流吸积流的动力学结构。对于输入参数的适当选择，例如吸积速率（$\dot {\cal M}$）和角动量（$λ$），全局吸积解可包括冲击波。激波后流动位于Schwarzchild半径的几十倍处，通常非常热和致密。这成功地模拟了所谓的康普顿云，康普顿云被认为是发射硬辐射的原因。由于辐射损失，吸积物质中的大量能量被去除，冲击波向前移动到黑洞，以维持黑洞两端的压力平衡。我们确定了参数空间的有效面积（$\dot {\cal M} - λ$），该面积允许吸积流在冲击波处有一些能量耗散$(Δ{\cal E})$。随着耗散的增加，参数空间减小，并最终消失时，耗散达到其临界值。耗散对激波后流动的动力学有着深远的影响。通过向前移动，其振荡导致发射辐射中的准周期振荡（QPO）的不稳定激波将产生高频振荡。在几个黑洞候选者的爆发期间，已经观察到QPO的这种演化。
2009-09-30 astro-ph.HE
Outflow from unmagnetized shocked radiative transonic accretion disk around a black hole
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Center of Excellence in Space Sciences India, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度太空科学卓越中心，印度科学教育研究所加尔各答分校）
研究非旋转超大质量黑洞周围非磁化冲击吸积盘的出流，探讨无磁场情况下是否能产生持续的双极出流及终端速度。
2026-04-13 astro-ph.HE
General Relativistic Numerical Simulation of sub-Keplerian Transonic Accretion Flows onto Rotating Black Holes: Kerr Spacetime
利用广义相对论数值模拟程序研究了黑洞的亚开普勒跨音速吸积流的时间演化。我们围绕具有非零旋转的黑洞进行模拟。我们首先比较一维模拟结果与理论结果，并验证我们的代码的性能。接下来，我们提出的结果，轴对称，二维模拟平流。在文献中，没有描述二维定常激波解的解。然而，我们的模拟产生这些离心力支持稳定的冲击波，即使在存在的惯性系的强拖动。由于激波后区域可能是热的，并通过康普顿化向上散射光子，这些激波会在光谱上留下印记。因此，我们的解决方案，这代表了真正的新的结果，可能是有用的，通过辐射光谱的吸积克尔黑洞的测量自旋。
2018-10-30 astro-ph.HE
Numerical studies of (in)stabilities of shocks in perturbed advective flows around black holes
通过二维流体动力学模拟，研究黑洞吸积流中激波在非轴对称扰动下的不稳定性，揭示QPO频率范围及其对观测的解释能力，并分析绝热指数对激波形态的影响。
2025-05-06 astro-ph.HE
The NuSTAR X-ray Spectrum of Hercules X-1: A Radiation-Dominated Radiative Shock
我们报告了新的吸积X射线脉冲星武仙座X- 1的光谱建模。我们的辐射主导辐射激波模型是Becker & Wolff关于磁性中子星上康普顿化吸积流的分析工作的一个实现。我们得到了一个很好的拟合自旋相位平均的4至78 keV的X射线光谱期间观测到的Her X-1的35天的吸积盘进动周期的主阶段的核光谱望远镜阵列。这个模型使我们能够估计吸积率，辐射等离子体的康普顿化温度，磁极帽的半径，吸积柱中的平均散射不透明度参数。这与以前的唯象模型相反，以前的模型描述了X射线光谱的形状，但不能确定吸积流的物理参数。我们描述了光谱拟合的细节，并讨论了吸积流物理参数的解释。
2016-08-31 astro-ph.HE
Study of Accretion processes Around Black Holes becomes Science: Tell Tale Observational Signatures of Two Component Advective Flows
黑洞周围的吸积流在事件视界外有一个鞍形音速点，以保证吸积流以超音速进入黑洞。这一特征只存在于强引力极限中，在对黑洞候选者的每一次观测中都留下了印记。另一个物理音速点即使在弱引力下也存在（如邦迪流）。每个黑洞的光谱或时间特性的每一个方面都可以用这种具有多个鞍型点的跨音速或平流来理解。这个最著名的和普遍的解决方案与粘性和辐射转移已被验证的数值模拟也。光谱，计算的各种组合的标准开普勒，和平流次开普勒组件匹配准确地与卫星观测。由于平流分量的离心障碍，产生了驻波、振荡和传播振荡激波。激波后区域作为康普顿云产生幂律谱。冲击后区域也会产生射流和外流，通常称为离心屏障支撑的边界层或CENBOL。在软态下，CENBOL被来自开普勒盘的软光子冷却，因此不存在外流。C型和B型QPO分别由CENBOL的强共振和弱共振振荡产生。远离共振，当不满足Rankine-Hugoniot条件时，可能会触发振荡，并且可以看到A型QPO。
2016-04-20 astro-ph.HE
Instability and warping in vertically oscillating accretion discs
本文利用准二维和三维剪切盒模型研究垂直振荡吸积盘的耗散与能量学，发现纯垂直振荡盘会参数不稳定地激发惯性波，其中弯曲波最为重要，其非线性激波可阻尼振荡并伴随能量回流。
2024-09-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effects of resistivity on standing shocks in low angular momentum flows around black holes
利用PLUTO程序中的电阻磁流体动力学模块研究了黑洞周围的二维低角动量流。模拟已经进行了特定的角动量，特定的能量和磁场的参数，这可能是预期的围绕Sgr A* 的流动的流动。对于具有较低电阻率的流动$η=10^{-6}$和$0.01$，赤道上的亮度和激波位置准周期性地变化。光度变化的功率密度谱显示了分别对应于$5 \times 10^5$、$1.4 \times 10^5$和$5 \times 10^4$秒周期的峰值频率。这些准周期振荡（QPO）的发生是由于外部振荡的驻激波和内部弱激波之间的相互作用发生在最里面的热团。而在高电阻率$η=0.1$和1.0的情况下，高电阻率显著抑制了磁流体湍流等磁活动，流动趋于稳定并对称于赤道。与流体动力流相比，定常驻激波形成得更向外。具有上述流动参数和低电阻率的低角动量流动模型有可能解释Chandra、Swift和XMM-Newton对Sgr A * 的最新观测中，Sgr A* 的$\sim$每日一次和$\sim 5 - 10$ $\sim 5 - 10$日的长期耀斑。
2021-02-11 astro-ph.HE
Dependence of acoustic surface gravity on disc thickness for accreting astrophysical black holes
对于轴对称吸积保持在流体静力平衡沿垂直方向，我们调查的嵌入式声学几何的特征如何依赖于背景克尔度规，以及如何这种依赖性是由三种不同的物质流的厚度表达式。我们首先得到音速点的位置和音速点之间的定常激波。然后，我们线性扰动流，以获得相应的度量元素的声学时空。因此，我们构建的因果结构，建立声波点和冲击实际上是类似的黑洞型和白洞型的地平线，分别。最后，我们计算的声学表面重力的值作为旋转黑洞的自旋角动量的函数，在目前的工作中考虑三个不同的流动厚度。我们发现，对于某些流动模型，内禀声学几何，虽然在原则上可以扩展到外引力视界的天体物理黑洞，不能构建超过一定的截断半径所施加的相应的流的厚度函数的表达式。
2022-11-04 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical structure of magnetized dissipative accretion flow around black holes
我们研究了黑洞周围的光学薄的、平流主导的、磁化吸积流的全局结构。我们认为磁场是湍流的性质和占主导地位的环形分量。在此基础上，我们得到了以韧致辐射过程为主要冷却机制的耗散流的完整吸积解。我们发现旋转磁化吸积流在黑洞周围由于离心斥力而经历虚势垒，从而触发流变量以激波形式的不连续跃迁。我们研究的冲击波的性质，并发现，动力学的冲击后电晕（PSC）的控制的流动参数，即粘度，冷却速率和强度的磁场，分别。我们分离的有效区域的参数空间的立激波和观察，激波可以形成广泛的流动参数。我们得到的临界粘度参数，允许全球吸积的解决方案，包括冲击。我们估计的能量耗散在PSC的吸积物质的一部分，可以偏转流出和射流。我们比较了几个超大质量黑洞源的PSC和观测到的射电光度值的最大能量，并讨论了我们目前分析的观测意义。
2016-06-02 astro-ph.HE
Internal shocks driven by accretion flow variability in the compact jet of the black hole binary GX 339-4
近年来，紧凑型喷流在理解吸积黑洞引擎方面发挥着越来越大的作用。在X射线双星系统的情况下，致密喷流通常与源爆发的硬态相关联。最近对GX 339-4的观测表明，在中红外波段存在一个可变的同步加速器光谱突变，这与其紧凑的喷流有关。在本研究中使用的模型中，我们假设射流发射产生的电子加速内部冲击驱动的射流速度的快速波动。由此产生的光谱能量分布（SED）和变异性的属性是非常敏感的傅立叶功率谱密度（PSD）的假设的波动的射流洛伦兹因子。这些波动很可能是由吸积流的可变性触发的，而吸积流的可变性最好由X射线发射来追踪。考虑射流洛伦兹因子波动的PSD与观测到的X射线PSD相同，我们的研究发现，内部激波模型成功地再现了观测时源的无线电到红外SED以及报告的强中红外光谱变化。
2014-12-18 astro-ph.HE
An elevation of 0.1 light-seconds for the optical jet base in an accreting Galactic black hole system
在许多吸积黑洞中观测到相对论等离子体喷流。根据理论，靠近黑洞的螺旋磁场加速并准直等离子体，导致喷射被发射。从这个加速和准直区隔离发射是测量其大小和理解射流形成物理的关键。但这是具有挑战性的，因为从喷流基地的排放不容易从其他吸积成分中分离出来。在这里，我们表明，从银河系黑洞双星的快速光通量变化延迟相对于X射线辐射从接近的黑洞的~0.1秒，这个延迟的信号出现在一起的增亮的无线电喷流。这些亚秒光学变化的起源迄今为止一直存在争议。我们的工作不仅有力地支持了光学变化的喷流起源，而且还为黑洞上方的主要内部光学发射区设置了<~10 $^3$ Schwarzschild半径的特征高程，限制了内部激波和磁流体动力学模型。与耀变体的相似性表明，喷流结构和发射物理学可能在质量不变模型下统一起来。两个研究得最好的喷射黑洞双星显示出非常相似的光学滞后，因此这种大小尺度可能是此类系统的一个定义特征。
2017-10-26 astro-ph.HE
Short-Term Variability of X-rays from Accreting Neutron Star Vela X-1: I. Suzaku Observations
利用{ \it Suzaku} 100 ks曝光量观测，分析了船帆座X-1（最亮的风馈吸积中子星）在2 ks短时间尺度上的宽波段X射线谱的时变。在观测过程中，该物体表现出强烈的变化，包括几次耀斑和所谓的“低态”，其中X射线光度降低了一个数量级。虽然光谱硬度随着X射线光度的增加而增加，但大多数记录的耀斑并没有显示出任何显著的星周吸收变化。然而，在一次短暂的耀斑出现之前，就有大量吸收的迹象，显示出显着的光谱硬化。在低状态下，流量水平调制脉冲星的自旋周期，表明即使在这种状态下的吸积流达到接近的中子星。从现象学上讲，宽带X-射线光谱，这是集成在整个自旋阶段，很好地代表了“NPEX”功能（负和正的幂律与指数截止由一个共同的折叠能量的组合）与回旋共振散射功能在50千电子伏。拟合的数据使我们能够推断光子指数和X射线光度之间的相关性。最后，星周吸收在轨道相位间隔0.25- 0.3内逐渐增大，这可以解释为致密天体在超音速星风中运动产生的弓形激波的影响。
2013-04-22 astro-ph.HE
Study of magnetized accretion flow with variable $Γ$ equation of state
本文给出了磁化吸积流到具有硬表面的致密物体（如中子星）上的解。假设中心恒星的磁场是偶极的，磁轴与恒星的自转轴成一直线。我们已经使用的状态方程的吸积流体中的绝热指数是依赖于温度和成分的流动。我们还包括了冷却过程，如在吸积流中的轫致辐射和回旋过程。我们找到了所有可能的吸积解。所有的吸积解决方案终止于一个冲击非常接近恒星表面和这个主冲击的高度不变化很大的自旋周期或伯努利参数的流量，虽然冲击的强度可能会随周期而变化。对于中等旋转的中心恒星，在气流中可能会形成多个音速点，因此，远离恒星表面的第二次激波也可能形成。然而，在地表附近，第二次冲击比第一次冲击弱得多。我们发现，如果旋转周期是低于一定的值$(\pmin)$，那么多个临界点或多个冲击是不可能的和$\pmin$取决于流的组成。我们还发现，冷却效应占主导地位的冲击后，回旋和韧致辐射冷却过程应考虑到获得一致的吸积解。
2018-02-15 astro-ph.HE
Super-Accreting Active Galactic Nuclei as Neutrino Sources
本研究探讨超高吸积活动星系核作为中微子源的潜力，提出无喷流但具强不透明盘风的新辐射体类型，通过案例计算表明超爱丁顿SMBH可产生可探测中微子通量，为河外中微子源提供合理场景。
2025-08-25 astro-ph.HE
Collisionless electrostatic shock formation and ion acceleration in intense laser interactions with near critical density plasmas
本文研究了近临界密度等离子体中激光驱动的无碰撞静电激波的形成及随后的离子加速。粒子模拟结果表明，由于激光在近临界密度等离子体中的快速传播，激光驱动的无碰撞静电冲击的速度和冲击加速的离子的能量都可以大大提高。然而，在近临界密度的等离子体中，冲击波形成之前需要比数十个激光波周期更长的响应时间，与高过密度靶中的快速冲击波形成相反。更重要的是，我们发现，即使在激波上的静电势跃变小于离子在激波系中的动能时，某些离子也可以被无碰撞激波反射，这似乎与传统的离子反射条件相反。这些异常离子反射归因于强时间振荡电场伴随着激光驱动的无碰撞冲击在近临界密度等离子体。
2016-11-21 astro-ph.HE physics.acc-ph physics.plasm-ph
Quasi-periodic oscillations from post-shock accretion column of polars
一组强磁化吸积白矮星（极星）在其光学光度中表现出频率约为赫兹的准周期振荡（QPO）。这些Hz频率QPO被认为是由在后冲击吸积柱发出的辐射强度变化产生的。由底部有效冷却过程引发的激波后区域的热不稳定性被认为是时间变化背后的主要原因。在这里，我们研究了激波后吸积柱的结构和动力学性质，包括韧致辐射和回旋辐射的影响。我们发现，显着的回旋辐射在光学波段的存在下，减少了整体的变化后冲击区。在恒星表面上方有一个较大的激波后区域的情况下，由于恒星引力而产生的分层效应就变得很重要。受强引力影响的吸积柱，其底部热不稳定性的强度减小，其变率减小。另一方面，冷，致密的等离子体，积累在恒星表面上方，可能会增强后冲击的变化，由于传播的磁扰动。冲击后区域的这些特征与V834~Cen的观测特性一致，并且通常与QPO频率约为Hz的激变变星源一致。
2017-09-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
High-energy Emission from Turbulent Electron-ion Coronae of Accreting Black Holes
Centre for mathematical Plasma Astrophysics, Department of Mathematics, KU Leuven（鲁汶大学数学系数学等离子体天体物理中心）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Physics Department and Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学物理系和哥伦比亚天体物理实验室）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Department of Astronomy and Joint Space-Science Institute, University of Maryland（马里兰大学天文系和联合空间科学研究所）
本文提出了一种模型，研究强湍流黑洞冠状物中粒子加速和辐射机制，通过模拟展示湍流冠状物产生非热离子分布，并与观测到的X射线谱一致，特别以NGC 4151为例，预测MeV尾部辐射由湍流电流片加速的非热电子主导。
2026-03-12 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Intrabinary Shock Emission from Black Widows and Redbacks
在近距离（$P_b < 1$ ~天）双星系统中的毫秒脉冲星提供了与孤立脉冲星不同的脉冲星风和冲击的观点。自2009年以来，银河系中已知的这些系统的数量已经大大增加。我们一直在系统地研究这些新发现的多波长系统。通常，伴星几乎充满了罗氏瓣，并被脉冲星加热，导致伴星的质量损失。脉冲星风与这种物质一起在伴星表面上方震荡。我们讨论了这个冲击波的各种观测性质，包括射电日食，轨道调制的X射线发射，和潜在的$γ$射线发射。红背，其同伴可能是非简并的，并且明显更大，通常比黑寡妇有更多的发光冲击，黑寡妇有非常低的质量同伴。这是预料之中的，因为更大质量的红背伴星拦截了更大比例的脉冲星风。我们还比较了这些系统的吸积毫秒彗星，这可能是黑寡妇的祖先，在某些情况下，可以通过之间的redback和吸积阶段来回。
2014-02-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Numerical Simulations of Optically Thick Accretion onto a Black Hole - I. Spherical Case
模拟吸积物质产生的辐射是真实模拟黑洞吸积盘的重要一步，特别是在高吸积率下。为此，我们最近增加了辐射输运现有的广义相对论磁流体动力学代码，宇宙++。然而，在试图模拟辐射吸积盘，我们已经测试了新的代码使用一系列的激波管和邦迪（球形流入）的问题。首先由Farris等人（2008）提出的四个辐射激波管测试具有已知的解析解，使我们能够计算我们代码的误差和收敛速率。邦迪问题只有在忽略辐射过程时才有解析解，但它是相关的，因为它更接近我们最终想要研究的物理学。在我们的模拟中，我们包括汤姆逊散射和热韧致辐射的不透明度，专注于超级爱丁顿制度。与固体表面物体的吸积不同，黑洞的超爱丁顿吸积不会产生超爱丁顿光度。在我们的例子中，尽管以爱丁顿速率的300倍吸积，我们测量的光度总是比爱丁顿低几个数量级。
2012-05-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Understanding ULX Nebulae in the Framework of Supercritical Accretion
很长一段时间以来，著名的超临界吸积双星SS 433被提出作为一类假设的明亮X射线源的原型，这些X射线源可能与附近星系中的所谓超铝X射线源（ULX）或至少与其中的一部分相一致。像SS 433一样，这些天体应该与光学星云有关，由中央源的辐射及其风或喷流活动提供动力。事实上，在许多ULX周围，都发现了明亮的光学星云（ULX星云，ULXNe）。在这里，我们使用SS 433作为在ULX周围产生星云的电源原型。虽然许多因素是重要的，如主机恒星形成区域的结构和可能的超新星遗迹与吸积致密物体一起形成，我们表明，ULXNe的大部分属性可以解释为一个SS 433-like系统在恒定密度的环境中发展了大约一百万年。ULX星云演化的基本阶段包括一个非球形的HII区域，其中心有一个由非辐射冲击波产生的空腔，一个由喷流活动产生的细长或双极冲击动力星云，以及一个大尺度的准球形气泡。
2010-07-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spreading layers in accreting objects: role of acoustic waves for angular momentum transport, mixing and thermodynamics
在白矮星或中子星上的高速吸积盘被认为会导致扩展层（SL）的形成-物体表面上的带状结构，其中吸积物质在向下旋转的同时稳定地向极（极向）方向扩展。为了评估其基本特性，我们进行二维流体动力学模拟的超音速SL在相关的形态与一个简单的处方冷却。我们表明，超声剪切自然存在于SL的基础上不可避免地驱动声波不稳定性，引起大规模的声学模式的SL的演变。这些模式主导动量和能量的传输，其本质上是全局的，并且不能通过某种形式的局部有效粘度（例如$α$ -粘度）来表征。全球性的波驱动运输应该有重要的影响触发I型X射线爆发的低质量X射线双星。波的非线性演化成激波系统驱动了SL的有效重新排列（敏感地取决于流动的几何性质）和减速，SL最终变成跨音速的，并且容易受到常规开尔文-亥姆霍兹不稳定性的影响。我们解释这一演变的全球结构的SL和建议，SL材料与底层恒星流体的混合应该成为有效的吸积物体的表面上，在中间纬度的流量已经明显减速。在近赤道地区的运输是由声波和混合是效率较低。我们推测，这种纬度上的非均匀性混合吸积白矮星可能与观察到的双极形态的经典新星喷出物。
2015-11-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the nature of oscillating modes of proto-neutron stars
Universitat de València（瓦伦西亚大学）
本文提出一种基于模式恢复力能量的自动分类方案，对核心坍缩超新星中原中子星的振荡模式分类，识别出不同模式族，为引力波信号的参数估计奠定基础。
2026-11-09 astro-ph.HE gr-qc
The merger of spinning, accreting supermassive black hole binaries
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
研究通过数值模拟揭示了自旋并合吸积超大质量黑洞双星在并合过程中的多信使辐射特性，发现热光子与喷流辐射在时间上的关联性及并合后光变曲线特征。
2025-12-03 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
