Blazar jets as possible sources of ultra-high energy photons: a short review
在这项工作中，我提出了一个定性的讨论在耀变体中产生超高光子的前景。这些源是活动星系核的一个子类，它拥有超大质量黑洞，并向星系际介质发射相对论性喷流。kpc尺度的喷流被认为是由坡印廷通量主导的，并且构成了最有效的宇宙粒子加速器之一，其潜在地能够将粒子加速到EeV能量。最近IceCube探测到的天体物理中微子发射与Tev blazar TXS 0506 + 056的增强γ射线一致，进一步支持了blazar发射的强子模型，其中粒子加速过程，如相对论冲击，磁重联和相对论湍流可以激发强子，例如。G.质子，高达相当于数十亿洛伦兹因子的能量。随后的光-介子过程可能会产生伴随着中微子流的伽马射线。此外，耀变体是观测到的TeV辐射的主要来源，这一事实鼓励我们寻找加速场景的签名，这将导致超高能光子的产生。
2022-09-27 astro-ph.HE
The jets-accretion relation, mass-luminosity relation in Fermi blazars
我们收集了111个具有射电核光度、宽线光度、辐射光度和黑洞质量的费米耀变体样本，并给出了射电核光度和宽线光度之间的显著相关性，支持了吸积过程与相对论喷流之间的密切联系。分析揭示了$\rm{LogL_{BLR}\sim(0.81\pm0.06)LogL_{R}^{C}}$的关系，该关系与理论预言的系数一致，支持了耀变体喷流是通过吸积盘提供的磁场从快速旋转的Kerr黑洞中提取能量而产生的。通过研究内禀热光度与黑洞质量之间的关系，发现支持本文导出的费米耀变体质光关系的$\rm{{Log}\frac{L_{in}}{L_{\odot}}=(0.95\pm0.26){Log}\frac{M}{M_{\odot}}+(3.53\pm2.24)}$关系是一个类似于主序星的幂律关系。最后讨论了耀变体的演化序列。
2015-04-22 astro-ph.HE
Frequency and Time Dependence of Linear Polarization in Turbulent Jets of Blazars
时变偏振是探测blazar喷流动力学物理条件的一个非常有价值的观测工具。自2008年以来，我们一直在监测光频伽马射线亮耀变体样本的通量和线性偏振。一些观测是在夜间或夜间时间尺度上在四个光学波段进行的，提供了偏振的频率和时间依赖性的信息。所观察到的行为是类似的湍流等离子体中的相对论性喷流，其中包含一个固定的冲击和/或螺旋背景磁场的模拟。类似的模拟预测了耀变体的X射线同步加速器偏振特性，这些特性将在未来由成像X射线偏振探测器（IXPE）测量。
2021-04-30 astro-ph.HE
Blazar Spectra with Hard-sphere-like Acceleration of Electrons
耀变体中发射非热光子的电子可能被喷流中产生的双折射加速。本文考虑了硬球散射的情况，它是电子与电子相互作用的模型，其中加速时标与电子能量无关。我们用单区时变程序数值模拟了blazar喷流的宽带辐射，并考虑了湍流加速。我们的模型再现了各种blazar光谱与简单的假设，如恒定的粒子注入速率，恒定的扩散系数，和圆锥形的几何形状的射流。我们还讨论了在耀变体喷流中实现类硬球加速的可能机制。
2018-05-25 astro-ph.HE
Linear Polarization as a Probe of Gamma Ray Flaring Blazar Jets
我们描述并提出了费米循环2计划的初步结果，该计划旨在监测厘米波段的线性偏振和总通量密度的伽马射线亮耀变体在耀斑期间发出的行为。该计划的目标是确定与伽马射线耀斑相关的无线电喷流中磁场结构的变化，并最终测试伽马射线耀斑是否与无线电喷流中的冲击波发生相关。光变曲线说明无线电波段的变化模式显示的样本程序源。
2009-12-16 astro-ph.HE
Constraints on cosmic ray loading and PeV neutrino production in blazars
冰立方探测到了PeV中微子的累积通量，其来源不明。耀变体是一种具有相对论喷流指向我们的活动星系核，是一种长时间存在的高能中微子源。中微子的产生很大程度上取决于耀变体喷流的宇宙射线能量，这在很大程度上是未知的。最近的零结果在堆叠搜索的几个耀变体样品的中微子冰立方把这些耀变体的中微子通量的上限。本文计算了Fermi-LAT blazar的宇宙线功率和PeV中微子通量，发现已知blazar源的上限对blazar喷流的宇宙线负载因子有严格的限制（即，宇宙射线与耀变体喷流的热辐射亮度之比）、$ξ_{\rm cr}\la(2-10)ζ^{-1}$（$ζ\la1$是宇宙射线传播到耀变体宽线区域时剩余的能量部分），以及全天耀变体贡献的累积PeV中微子通量是冰立方探测到的通量的一部分$\la(10-50)\%$。
2017-02-27 astro-ph.HE
Constraints on magnetic field and particle content in blazar jets through optical circular polarization
偏振提供了一个独特的观点，在天体物理喷流的物理过程。本文报道了两颗著名的耀变体3C 279和PKS 1510-089的高线偏振光学圆偏振观测结果。这是PKS 1510-089第一次在光学圆偏振下被观测到。虽然只能从我们的观测活动中提取上限，但光学圆偏振的未检测使我们能够对其磁场强度和射流成分提供有意义的约束。我们发现，高能量发射模型需要高磁场强度和低正电子分数可以排除。
2021-10-21 astro-ph.HE
Prospects for Detecting X-ray Polarization in Blazar Jets
X射线偏振应该提供新的探测器的磁场几何和加速物理附近的基础blazar喷流，但不久的将来的任务将有有限的灵敏度。因此，我们使用现有的低能量数据和X射线变异性测量的背景下，一个基本的同步康普顿模型来预测的X射线偏振水平和探测成功的概率为个别来源，列出最有吸引力的候选人的IXPE运动。我们发现，正如预期的那样，几个高峰值耀变体，如Mrk 421可以很容易地测量在100千秒曝光。大多数低峰值源应该只能在明亮的耀斑期间被触发的活动访问。令人惊讶的是，一些中间峰值源可以具有非常高的X射线偏振，因此是有吸引力的目标。
2019-08-07 astro-ph.HE
Scale invariant jets: from blazars to microquasars
黑洞，在恒星质量到超大质量范围内的任何地方，通常都与相对论性喷流有关。模型表明，喷流的产生可能是所有黑洞系统中普遍存在的过程，无论它们的质量如何。虽然在许多情况下，观测支持微类星体和塞弗特星系的假设，但对助推耀变体喷流是否也遵守这种普遍的标度定律知之甚少。我们使用独特的丰富的多波长无线电光变曲线的F-GAMMA计划和最准确的多普勒因子，迄今为止探测耀变体喷流在其发射静止帧前所未有的精度。我们首次确定了耀变体内禀宽带射电光度和黑洞质量之间的强相关性，其延伸超过$\sim$ 9个数量级，直至微类星体尺度。我们的研究结果揭示了存在一个普遍的标度律，桥梁的观测和发射的休息帧在波束源，使我们能够有效地约束射流模型。因此，他们提供了一个独立的方法来估计多普勒因子，并预测预期的无线电光度的助推器喷流在系统中的中间或太阳质量的黑洞，立即适用于最近观察到的LIGO的情况。
2017-11-10 astro-ph.HE
Connection Between Optical and VHE Gamma-ray Emission in Blazar Jets
MAGIC自其科学运作开始以来一直在执行光学触发的机会目标观测。耀斑的警报来自Tuorla Blazar监测计划，该计划于2002年开始对候选TeV blazar进行光学监测，目前已收集了60多个blazar长达8年的数据。这些ToO观测导致发现了五个新的VHE伽马射线发射耀变体（S5 0716+714，1ES 1011+496，Mrk 180，ON 325和B3 2247+381）。此外，BL Lac和3C 279的部分发现是在高光学状态下完成的。在这方面的贡献，我们提出了一个详细的分析，然后比较魔术观测相同的来源的光学光变曲线。我们的目标是回答这样一个问题：“耀变体中的光学和VHE射线高态之间是否存在联系，或者我们只是运气好？”"
2011-11-09 astro-ph.HE
Time-dependent lepto-hadronic modeling of the emission from blazar jets with SOPRANO: the case of TXS 0506+056, 3HSP J095507.9+355101 and 3C 279
IceCube（IceCube-170922 A）观测到的极高能量中微子及其与耀变体TXS 0506+056的关联提供了首次对耀变体喷流的多信使观测，证明了质子在其动力学和发射中的重要作用。在本文中，我们提出了SOPRANO（https：//www.amsdc.am/soprano），一个新的保守隐式动力学代码，它遵循的各向同性分布函数的时间演变的质子，中子和二次产生的光子和光子对相互作用，以及光子和电子/正电子分布函数的演变。SOPRANO的设计目的是研究相对论源如耀变体和伽马射线暴中的轻子和强子过程。在这里，我们使用SOPRANO模型的宽带光谱TXS 0506+056和3 HSP J095507.9+355101，这是与中微子事件，极端耀斑耀变体3C 279。在强子和混合模型的幌子内解释的SED。我们讨论了我们的假设在喷流功率和中微子通量方面的影响。
2021-10-04 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
Magnetization of jets in luminous blazars
许多强大的耀变体的亮度强烈地被$γ$ -射线所控制，这很可能是由喷流外部产生的辐射的康普顿化所导致的。这一观测结果对喷流的成分和能量以及周围的类星体环境设置了一定的限制。我们研究了康普顿优势射流磁化（磁物质能量通量）和“耀变体区”的位置的依赖性。计算进行了两种几何形状的宽发射线和热尘埃区：球形和平面。与观测到的大的康普顿优势相对应的射流磁化被发现是球形几何形状的$\sim 0.1 (θ_{\rm j} Γ)^2$和平面几何形状的$\sim 0.01 (θ_{\rm j} Γ)^2$，其中$θ_{\rm j}$是射流半张角和$Γ$是射流洛伦兹因子。这意味着发光耀变体中的喷流是物质主导的，这种主导对于外部辐射源的扁平几何形状尤其强烈。
2015-03-18 astro-ph.HE
Probing Magnetic Fields and Acceleration Mechanisms in Blazar Jets with X-ray Polarimetry
X射线偏振测量使我们能够前所未有地观察磁场的结构，以及相对论喷流中粒子加速到超相对论能量的过程。对耀变体（其特征是存在指向地球附近的喷流）的观测，特别是对由延伸到X射线波段的同步辐射所定义的亚类（所谓的高同步峰值耀变体，HSP）的观测，有望获得关键信息。在这篇评论中，我给一个帐户的一些模型和数值模拟开发来预测的偏振特性HSP在高能量，对比的预测假设粒子加速在冲击波前与那些基于磁重联的情况下，我讨论了即将到来的成像X射线偏振探测器（IXPE）卫星的观测前景。
2021-05-18 astro-ph.HE
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
Radiative Signatures of Plasmoid-Dominated Reconnection in Blazar Jets
在耀变体中观测到的多波长光谱和时间变化对当前的理论发射模型设置了严格的约束。在这里，我们研究相对论磁重联过程作为耀变体发射源，其中准球形等离子体团，包含相对论粒子和磁场，与耀变体喷流中的发射位点相关联。通过耦合最近的二维粒子在细胞模拟的相对论重联与时间相关的辐射转移代码，我们计算的非热辐射从一个链的等离子体团在重联事件期间形成。导出的光子谱显示在BL Lac源和平坦谱射电类星体中观察到的特征，通过改变外部光子场的强度，射流磁化强度和每个质子的数量对内所包含的区别。由重联事件产生的光变曲线由许多快速而强大的耀斑组成，这些耀斑出现在由中等大小等离子体团累积发射产生的缓慢演变的包络线上。所观察到的变化是高度依赖于重联层相对于耀变体喷流轴和观察者的取向。我们的模型提供了一个物理动机的框架来解释在整个电磁波谱的多时间尺度的耀变体。
2018-12-03 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
Polarization of synchrotron radiation from blazar jets
本文研究耀变体喷流同步辐射偏振，提出稳态轴对称喷流模型可自然解释IXPE观测到的偏振度强色散性和EVPA频率无关性，表明电磁场拓扑比粒子加速机制更关键。
2024-11-25 astro-ph.HE
Distinguishing radiation mechanisms and particle populations in blazar jets through long-term multi-band monitoring with RINGO3 and Fermi
本研究利用RINGO3偏振计和Fermi数据对31个γ射线明亮耀变体开展七年多波段监测，发现光γ流量无滞后相关支持轻子辐射，且光谱行为呈对数关系，揭示高活动态下的光谱演化转变。
2024-07-11 astro-ph.HE
The power and production efficiency of blazar jets
我们使用已发表的数据的动力和生产效率的喷流在耀变体与双射电瓣，以比较使用不同的方法得到的结果。为了消除选择效应，我们使用交叉匹配的子样本只包含发光耀变体。我们比较了现有的三种主要方法，即那些基于发射的无线电波瓣，频谱拟合，和无线电核心移动。我们发现，对于相同的样品，用射电瓣方法得到的平均喷流功率比用光谱拟合得到的平均喷流功率低$\sim10$倍。反过来，功率从光谱拟合是兼容的，从核心移动模型的似然参数，后者。我们还考虑了基于γ射线光度的唯象估计。我们研究这些方法的不确定性，并讨论了两种替代假设。一种是假设耀变体拟合和核位移方法是正确的，射电瓣的低功率是由吸积的不稳定性引起的。长时间的静止导致耀变体在其一生中积累的射电瓣中的能量远低于根据目前的发光状态估计的能量。此外，使用射电瓣计算的功率可能被低估的本质上紧凑的喷流，其中无线电核心通量可以被过度减去。在我们的第二个假设中，射电瓣方法被认为是正确的，由于每个质子存在$\sim15$对，以及比通常假设的更大的磁化强度，blazar拟合和核心移位功率分别降低。
2016-11-14 astro-ph.HE
Revisiting the proton synchrotron radiation in blazar jets: Possible contributions from X-ray to $γ$-ray bands
本文提出一种分析方法研究质子同步辐射拟合耀变体喷流高能辐射的参数空间，发现峰值超过几十GeV时无需极端参数，而GeV或keV峰值则需极端条件或取决于天体光度。
2023-04-27 astro-ph.HE
Faraday Conversion in Turbulent Blazar Jets
在某些耀变体的相对论喷流中，在射频下探测到低（$\lesssim 1\%$）水平的圆偏振（CP），可以提供对喷流等离子体的基本性质的深入了解。CP可以通过线性双折射产生，其中在射流的一个区域中产生的初始线性偏振发射在其以变化的磁场取向传播通过射流的其他区域时被法拉第旋转改变。Marscher已经开始使用湍流极端多区（TEMZ）模型研究具有这种磁性几何形状的射流，在该模型中，穿过射流中的驻波的湍流等离子体由数千个单独的等离子体单元的集合表示，每个等离子体单元具有不同的磁场方向。在这里，我们开发了一个辐射转移计划，允许数值TEMZ代码产生模拟图像的时间依赖性的线性和圆偏振强度在不同的射频。在这项初步研究中，我们制作了合成偏振发射图，突出了模型中预期的线性和圆偏振。
2018-07-05 astro-ph.HE
Detecting the Elusive Blazar Counter-Jets
blazar pc尺度反喷流的探测是困难的，但它可以为blazar的相对论效应、辐射过程以及喷流产生、准直和加速的复杂机制提供宝贵的信息。我们建立在最近的人口模型（优化使用MOJAVE表观速度和红移分布），以获得在不同频率的喷流-反喷流比的分布和反喷流的通量密度，在努力设置现有的和未来的望远镜阵列所需的最低灵敏度限制，以检测这些难以捉摸的反喷流。我们发现：对于BL Lac，其反向喷流的$5\%$具有高于100 mJy的通量密度，$15\%$高于10 mJy，并且$32\%$具有高于1 mJy的通量密度，而对于FSRQ，$8\%$具有高于10 mJy的通量密度，$17\%$高于1 mJy，并且$32\%$高于0.1 mJy（在15 GHz）。未来的望远镜，如SKA和新运行的e-MERLIN和JVLA，可能会探测到BL Lac的$99\%$和FSRQ反喷流的$77\%$。具有低视速度和低多普勒因子的源是反喷流探测的主要候选者。结合我们的研究结果与文献值，我们已经确定了五个这样的反喷检测候选人。最后，我们讨论了可能的影响，超越相对论性降压，可能会复杂化的反喷流的检测，需要考虑在检测的解释。
2016-10-20 astro-ph.HE
The role of dissipation distance on reconnection-driven multi-messenger signals from blazar jets
本文通过数值模拟研究了距超大质量黑洞不同距离的磁重联对耀变体喷流多信使辐射的影响，发现不同距离的主导辐射机制不同，且中微子产生效率在宽线区上游最高，为Fermi观测结果提供了合理解释。
2025-07-11 astro-ph.HE
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
Extreme blazars: the result of unstable recollimated jets?
极端BL Lac（EHBL）是耀变体的一个子类，它挑战了标准的排放情景。在最近的一项研究中，有人认为，如果发射的电子在一系列由相对论性喷流的平行化引起的斜激波中被加速，它们的特殊性质就可以得到解释。然而，新的3D模拟的准静态，弱磁化射流显示，在对应的第一准静态冲击，流动发展迅速增长的不稳定性，成为高度湍流和减速，有效地阻碍了形成的多激波结构，通常观察到的2D模拟。在这些新发现的基础上，我们在这里提出了一个修订的EHBL的情况下，在该发射产生的电子加速在准静态冲击，随后进一步通过随机加速在湍流下游流的能量。我们应用一个简单的版本，这种情况下的原型EHBL 1 ES 0229-200，显示的SED可以令人满意地再现与标准值的主要物理参数。
2022-07-26 astro-ph.HE
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
Estimating the distribution of rest-frame timescales for blazar jets: a statistical approach
在任何通量密度有限的耀变体样本中，时标调制因子$Δt'/Δt$的分布遵循指数分布，其平均值取决于样本的通量极限。在这项工作中，我们产生的数学形式主义，使我们能够使用这些信息，以揭示可测量的时间尺度的耀变体喷流的底层休息帧概率密度函数。我们广泛地测试我们提出的方法，使用模拟FSRQ人口与1.5 Jy的通量密度限制在简单的情况下（所有耀变体共享相同的内在时标），以确定由于观测系统学和样本选择的适用性和潜在的偏见的限制。我们发现，监测观察之间的时间间隔长于$\sim$ 30\%的内在时间尺度下调查的方法失去了它的能力，产生强大的结果。对于$\sim$ 3%的固有时标，该方法恢复固有静止帧时标的误差低至1%。我们将我们的方法应用于RoboPol观测到的耀变体的光学偏振角的旋转。我们发现，在每个耀变体的最长持续时间的旋转事件的内在时间尺度遵循一个狭窄的分布，以及正态分布，平均87天，标准差5天。我们讨论了这一结果的可能解释。
2016-11-28 astro-ph.HE
Multiwavelength Variability Signatures of Relativistic Shocks in Blazar Jets
嵌入碰撞磁流体动力学流中的弱相对论激波是相对论粒子加速和产生强可变偏振多波长发射的主要场所，这些发射来自于诸如耀变体和伽马射线暴的相对论性喷流源。在这些冲击波中，主要的扰动机制是扩散冲击波加速和冲击波漂移加速。在最近的工作中，我们在一个基本的单区域场景中自洽地耦合了blazar喷流中的激波加速和辐射传输模拟。这些单区模型表明，观测到的光谱能量分布（SED）的耀变体强烈约束的激波层磁流体湍流的性质。在本文中，我们扩展了我们以前的工作，包括完整的时间依赖性和治疗两个区域，一个是网站的加速，第二个是一个更大的发射区。这种结构适用于多波长耀斑的平谱射电类星体3C 279，拟合快照SED和产生的光变曲线与观测到的变化时间尺度一致。我们还提出了一个通用的研究BL紫胶对象Mrk 501的典型耀斑行为。该模型预测相关的变化在所有波段，但跨波段的时间滞后取决于类型的耀变体（FSRQ与BL紫胶），以及独特的光谱滞后模式，在所有波段，从毫米无线电波的伽马射线。这些演化特征可以为加速和辐射冷却之间的竞争提供诊断。
2019-11-07 astro-ph.HE
Formation of the Electronic Spectrum in Relativistic Jets of Gamma-Ray Blazars
我们描述了费米型加速的理论，包括一阶费米加速在一个平行的冲击波阵面和二阶费米加速在一个测试粒子的限制。包括湍流加速理论和一般Fokker-Planck方程的推导，我们考虑了基本的粒子输运方程和空间均匀各向同性分布的Fokker-Planck方程。在一些特殊物理过程的情况下，我们建立了粒子输运方程，并编制了11种不同情况下的解析或半解析解。尽管传统上可以用这些不同情况下的电子能量分布之一来再现耀变体的多波长辐射，但由于高能观测的积分时间很长，在耀变体的多波长光谱能量分布建模方法中，特别是在耀变体的建模中，应该引入时间积分的电子能量分布。
2018-06-08 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
"Orphan" $γ$-ray Flares and Stationary Sheaths of Blazar Jets
耀变体在整个电磁波谱中都有耀斑。许多$γ$射线耀斑与在较长波长下探测到的耀斑高度相关;然而，一小部分耀斑似乎是孤立发生的，在较长波长下几乎没有或没有相关的变化。这些“孤儿”$γ$射线耀斑挑战了目前的耀变体模型，其中大多数无法重现这种类型的行为。Macdonald等人发展了火环模型来解释耀变体喷流中孤立$γ$射线耀斑的起源。在这个模型中，包含在等离子体团中的电子沿着射流的脊柱相对论地运动，逆康普顿散射从包围射流脊柱的冲击鞘等离子体环发出的同步加速器光子。当斑点在环中传播时，斑点电子对环光子的散射会产生孤立的$γ$射线耀斑。该模型成功地应用于建模一个突出的孤儿$γ$射线耀斑中观察到的耀变体PKS 1510 $-$ 089。为了进一步支持这一模型的可解释性，Macdonald等人展示了PKS 1510 $-$ 089的叠加射电图，其中包含围绕喷流脊的等离子鞘的偏振特征。在本文中，我们将我们的建模和叠加技术扩展到更大的样本耀变体：3C 273，4C 71 $.$ 01，3C 279，1055 $+$ 018，CTA 102和3C 345，其中大多数都表现出孤儿$γ$ -射线耀斑。我们发现，该模型可以成功地再现这些耀斑，而我们的叠加地图揭示了这些耀变体内喷流鞘的存在。
2017-11-14 astro-ph.HE
Population statistics of beamed sources. I: A new model for blazars
blazar喷流的观测被相对论效应所笼罩，从而阻碍了我们对它们的内在性质和负责它们的产生，演化，辐射和粒子发射的主要物理过程的理解。在这项工作中，我们专注于提取信息的时间尺度在喷气休息帧使用人口建模方法。我们采用蒙特卡罗模拟，推导出一个简单的人口模型的内在unbeamed光度和洛伦兹$Γ$的耀变体喷流，充分描述观测到的红移和表观超光速的速度分布的流量限制耀变体样品。我们推导出BL Lacs和平坦频谱射电类星体的单独模型。然后，我们使用这些模型来计算每个blazar类中多普勒因子的预测分布，并解决以下问题：（a）在观察到的时间尺度中，相对论引起的扩展是什么（例如，事件持续时间，时间滞后）在一个通量有限的相对论性喷流样本？(b)在时域中观察到的BL Lacs和FSRQs之间的差异是否归因于两个种群之间的光束差异？(c)在通量受限的样品中，是否存在统计上优选的聚束量？与首选值的统计偏差有多大？我们用我们的研究结果提出了有前途的方法在blazar喷流的时间尺度的现象学研究。
2015-06-14 astro-ph.HE
Fast TeV variability in blazars: jets in a jet
耀变体Mrk 501和PKS 2155- 304的快速TeV变化意味着一个紧凑的发射区，以Gamma_{em} ~100的体洛伦兹因子向观测者移动。在这些源中，洛伦兹因子明显超过在亚pc尺度上测量的射流洛伦兹因子Gamma_j \simless 10。我们提出TeV辐射起源于相对论运动{ \it在}体γ_j~10的喷流的紧凑的发射区域。这可以在坡印廷通量主导射流中物理地实现。我们表明，如果大部分的亮度的射流是容易通过重联磁耗散，然后从重联区域流出的材料可以有效地通过同步自康普顿发射所观察到的TeV耀斑供电。该模型预测同时远紫外/软X射线耀斑。
2009-05-12 astro-ph.HE
Detection of the cosmological evolution of the Doppler factor for blazars jets
本研究通过分析Fermi探测的耀变体伽马射线光谱和光学光变曲线，发现多普勒因子随红移正演化（$\delta\propto(1+z)^{0.8-1.1}$），表明高红移处AGN喷流比先前估计更普遍。
2025-01-26 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
Blazars at the Cosmic Dawn
高红移（$z\gtrsim3$）宇宙的未知领域是理解类星体演化的关键。为了确定类星体中最极端的成员，即，耀变体，我们对$z=3$以外的大量射电大声类星体样本进行了多波长研究。我们的样本由9个$γ$射线探测到的耀变体和133个候选耀变体组成，这些候选耀变体是根据它们的软X射线光谱的平坦度（0.3 $-$ 10 keV光子指数$\leq1.75$）选择的，包括15个NuSTAR观测。似然剖面叠加技术的应用表明，高红移耀变体是微弱的$γ$射线发射体，具有陡峭的光谱。高红移耀变体拥有大质量黑洞（$\langle \log~M_{\rm BH,~M{\odot}} \rangle>9$）和发光吸积盘（$\langle L_{\rm disk} \rangle>10^{46}$ erg s $^{-1}$）。它们的宽带光谱能量分布被发现是由高能量辐射，表明它们的喷流是最明亮的。聚焦于显示出解析X射线喷流的源（如钱德拉卫星所观察到的），我们发现相对于其他$z>3$耀变体，体洛伦兹因子更大，表明喷流移动更快。我们的结论是，高红移耀变体的列表可以作为后续观测的水库，例如，与NuSTAR合作，了解宇宙黎明时相对论性喷流的演化。
2020-06-02 astro-ph.HE
Blazars Jets and prospects for TeV-PeV neutrinos & gamma-rays through cosmic-ray interactions
本研究以四个蝎虎座BL型天体为对象，通过单区模型分析耀变体喷流内高能质子与环境光子的相互作用，评估CTAO的探测能力，指出这类源可能是有效宇宙射线发射体，需后续多信使观测研究约束。
2025-01-15 astro-ph.HE
BASS XXXIII: Swift-BAT blazars and their jets through cosmic time
我们得到最新的迅捷爆发警报望远镜（BAT）耀变体光度函数在14-195千电子伏的范围内，利用一个干净的样本中发现的118耀变体在BAT 105个月的调查目录，与新获得的红移从BAT AGN光谱调查（BASS）。我们确定最适合的X射线光度函数的整个耀变体人口，以及单独的平谱射电类星体（FSRQs）。主要结果如下：（1）在任何红移，BAT检测到最明亮的耀变体，在其光度分布的任何可能的突破，这意味着我们不能区分密度和光度演化;（2）整个耀变体人口，占主导地位的FSRQs，积极发展到红移z~4.3，证实了早期的结果，并意味着较低的耀变体数密度在较高的红移比以前估计的。这类源对14-195 keV宇宙X射线背景的贡献可以从5- 18%不等，同时可能占MeV背景的100%。我们还导出了BAT耀变体的平均14 keV-10 GeV SED，这使我们能够预测MeV范围内的源的数量，以及高能（>100 TeV）中微子的预期数量。像COSI这样的任务将探测40 MeV的耀变体和2个符合中微子。最后，考虑到光束选择效应，导出了这些河外喷流母体的分布和性质。我们发现，视角的分布是相当窄的，与大多数源对准在< 5°的视线。此外，平均洛伦兹因子< $Γ$ >= 8-12，低于以前建议的这些强大的来源。
2022-09-20 astro-ph.HE
Position angle changes of inner-jets in a sample of blazars
我们对MOJAVE数据库中的一个blazar样本的15 GHz VLBA核进行了高斯模型拟合，分析了模型拟合参数的相关性，并研究了不同来源的变化特性。我们发现，费米LAT检测到的blazar平均有更高的位置角变化的核心比LAT未检测到的blazar，和LAT检测的在很大程度上与更多的变量核心的通量密度。
2014-05-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radiative Transfer Modeling of Radio-band Linear Polarization Observations as a Probe of the Physical Conditions in the Jets of Gamma-ray Flaring Blazars
自20世纪80年代中期以来，喷流激波模型一直是解释耀变体喷流射电波段耀斑的首选范例。我们描述了我们的辐射转移模型，将相对论传播的冲击，并说明如何4.8，8，和14.5 GHz的线性极化和总通量密度数据从密歇根大学的监测计划，结合模型，约束射流条件和冲击属性。本文给出了四个具有宽范围性质的耀变体中的费米耀斑的结果。此外，为了研究十年时间尺度上的喷流演化，我们分析了OT 081中跨越近30年的3次爆发，并发现了归因于共同空间位置处气流变化的内在变化，或者，也可以选择，归因于所观察到的喷流段的变化。该模型的成功再现这些数据支持的情况下，相对论冲击压缩等离子体与嵌入式被动，初始湍流磁场，与额外的有序磁场组件，其中之一可能是螺旋。
2016-09-20 astro-ph.HE
Probing Acceleration and Turbulence at Relativistic Shocks in Blazar Jets
相对论性激波的扩散激波加速（DSA）被广泛认为是各种天体物理喷流源（包括耀变体等射电噪声较大的活动星系核）的重要加速机制。这样的加速可以产生非热粒子，这些粒子发射出从河外喷流中检测到的宽带连续辐射。耀变体科学最近的一个重要发展是费米-LAT光谱能够确定底层非热粒子群的分布形状。本文重点介绍了如何多波长光谱跨越光学X射线伽马射线波段可以用来探测扩散加速相对论，斜，磁流体动力学（MHD）冲击blazar喷流。利用DSA的详细蒙特卡罗模拟得到的热粒子和非热粒子分布，对激波附近的MHD湍流进行了诊断。这些探测器由同步加速器$νF_ν$峰值能量不出现在100 MeV以上的伽马射线带中的特征性质提供。我们调查自洽的辐射同步辐射和逆康普顿签名的模拟粒子分布。重要的限制扩散的平均自由程的电子，和水平的电磁场湍流被确定为三个不同的案例研究耀变体，Mrk 501，BL Lacertae和AO 0235+164。在耀斑状态下的AO 0235+164的X射线过剩可以被建模为外部辐射场的体康普顿散射的签名，从而严格约束电子的扩散系数的能量依赖性。随之而来的解释，湍流水平下降与远离射流冲击，和可能的重要作用，非回旋共振扩散，被假定。
2016-09-13 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
Neutrinos from blazars
来自耀变体TXS 0506+056的伽马和中微子联合发射的证据重新引起了人们对耀变体作为中微子源的兴趣。对耀变体中微子的探测可以被看作是耀变体喷流中存在相对论质子的确凿证据，因此可以帮助识别耀变体和一般的活动星系核，作为宇宙射线加速器。在这篇文章中，我首先介绍了blazar和blazar强子模型，然后介绍了2017年伽马中微子耀斑和2014-2015年TXS 0506+056的中微子耀斑的多信使建模结果。这是第一次有可能约束耀变体强子模型使用中微子探测器的信息，我讨论了这些中微子观测的影响，我们的理解相对论性喷流从超大质量黑洞的物理。
2019-12-08 astro-ph.HE
Blazar Variability From Turbulence in Jets Launched by Magnetically Arrested Accretion Flows
耀变体的时间尺度从几分钟到几年不等，前者与中央黑洞的光穿越时间相当，在某些情况下甚至更短。观测到的伽马射线光变曲线可以用幂律功率密度谱（PDS）来描述，BL Lac和平谱射电类星体的指数相似。我们表明，这种可变性可以由磁制动吸积流（MADs）发射的相对论喷流中的湍流产生。本文对带有快速旋转超大质量黑洞的MAD湍流强磁化喷流发射区进行了辐射输运计算。由此产生的同步加速器和同步加速器自康普顿发射，起源于接近黑洞视界，是高度可变的。这种变异性的特点是PDS，这是非常相似的观察到的幂律频谱的频率小于每天几个。此外，在射流发射区的湍流自然会产生波动的等离子体尺度远小于地平线半径。我们推测，类似的湍流过程，在大半径的射流（因此高体积洛伦兹因子），负责耀变体在几十年的频率，包括分钟的时间尺度。
2017-05-13 astro-ph.HE
Environment and properties of emitting electrons in blazar jets: Mrk 421 as a laboratory
本文报道了我们最近对高频BL Lac天体Mrk 421在不同光度状态下的光谱能量分布（SED）的研究。我们使用了一个成熟的chi 2最小化程序，而不是更常用的“眼球”适合模拟所观察到的源通量（从光学到非常高的能量），与同步自康普顿（SSC）发射机制。研究表明，同步辐射功率和峰值频率随源活动的变化而保持不变，磁场随源活动的增加而减小，而电子谱的破缺能和多普勒因子则随源活动的增加而增大。由于较低的磁场和较高的电子密度导致电子-光子散射效率增加，因此康普顿功率增加，总发射也增加。
2011-11-01 astro-ph.HE
Constraints on minimum electron Lorentz factor and matter content of jets for a sample of bright Fermi blazars
用单带轻子模型拟合了低同步辐射峰值耀变体的（准）同时多波段光谱能量分布。在外康普顿过程中，分别考虑了主要来自宽线区（BLR）和红外（IR）分子环的种子光子。通过$χ^2$检验，我们发现用红外种子光子的模拟系统优于用BLR光子的模拟，这表明$γ$射线发射区最有可能位于BLR之外。最小电子洛伦兹因子$γ_{\rm min}$是从这些LSP耀变体的建模约束与良好的软X射线数据（范围从5到160，中值为55），这在喷流功率估计中起着关键作用。假设质子和电子的比例为1：1，我们发现在给定的151 MHz射电光度$L_{\rm 151MHz}$下，尽管FR II在统一方案中被认为与LSP耀变体相同，但LSP耀变体的喷流功率系统地高于FR II射电星系。可能的原因是在这些耀变体的喷流中存在一些$e^{\pm}$对。如果是这样的话，我们发现$e^{\pm}$对的数密度应该比$e^{-}-p$对的数密度高几倍，假设在给定的$L_{\rm 151MHz}$下，LSP blazar和FR II的喷流功率相同。
2014-09-10 astro-ph.HE
Location of a Sample of GeV and Optical Outbursts in the Jets of Blazars
本研究利用GeV与光学波段同时期爆发的能量耗散比方法，分析10个耀变体的47次多波段爆发，确定其辐射位置均在宽线区之外，且多数结果与其他方法的结论一致。
2025-05-20 astro-ph.HE
Polarization Signatures of Kink Instabilities in the Blazar Emission Region from Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations
在载流磁化等离子体射流中可能发生扭结不稳定性。最近对耀变体辐射和偏振特征的观测表明，耀变体辐射区可能具有相当大的磁化强度。虽然已经用第一原理磁流体动力学（MHD）模拟研究了扭结不稳定性，但尚未研究相应的随时间变化的辐射和偏振特征。在本文中，我们进行全面的偏振相关辐射模拟的基础上相对论MHD（RMHD）模拟的耀变体发射区的扭结不稳定性。我们发现，扭结不稳定性可能会导致强烈的耀斑与偏振角（PA）摆动或弱耀斑与偏振波动，这取决于初始的磁拓扑结构和磁化。这些发现与观察结果一致。与激波模型相比，扭结模型产生的极化特征与一般的极化观测结果更吻合。因此，我们认为扭结不稳定性可能广泛存在于喷流环境中，并提供了一种有效的方式来转换磁能，产生多波长耀斑和偏振变化。
2016-12-12 astro-ph.HE
On radiative acceleration in spine-sheath structured blazar jets
有人提出耀变体喷流是结构化的，快速的脊柱被较慢的鞘或层包围。这个结构射流模型解释了它们的发射和形态的一些特性。由于它们的相对运动，一个成分产生的辐射被另一个成分放大，从而增强了两者的逆康普顿发射。辐射在共动坐标系中各向异性地发射，并引起发射等离子体反冲。如观察者坐标系所示，这对应于最快组件（脊椎）的减速和较慢组件（层）的加速。虽然脊柱的减速已经调查，在这里，我们研究的第一次鞘的加速度，并找到自洽的速度剖面解决方案的脊柱和鞘，同时占辐射冷却。我们发现，鞘层可以加速到所需的观测速度，如果它的轻子在加速区域保持活力，假设是100史瓦西半径的顺序，要求在该区域连续注入高能粒子。
2016-10-03 astro-ph.HE
Particle acceleration and synchrotron self-Compton emission in blazar jets I : an application to the quiescent emission
关于静止时期粒子加速和逃逸的细节，还有一些重要的问题没有得到解答。因此，在blazar静止光谱模型中采用的粒子分布具有许多不受约束的形状。为了解决这个问题，我们引入了一个解析的粒子输运模型来再现blazar的静态宽带光谱能量分布。在这个模型中，精确的电子分布是从一个广义的输运方程，其中包含的条款描述一阶和二阶\emph{Fermi}加速，逃逸粒子由于平流和空间扩散，能量损失由于同步辐射和逆康普顿散射的假设软光子场。我们认为平流是耀变体喷流中一种重要的逃逸机制。我们发现，在我们的模型中，平流过程往往硬化粒子分布，这增强了所产生的同步辐射和同步辐射自康普顿谱的高能成分从喷流。我们的模型能够粗略地再现观测到的光谱的极端BL Lac对象1ES 0414+009与合理的假设的物理参数。
2019-02-21 astro-ph.HE
Modelling the emission from blazar jets - the case of PKS 2155-304
介绍了一种含时同步自康普顿模型（SSC），它能够将许多SSC模型中使用的电子谱作为加速和辐射损失的平衡。使用随机加速以及Fermi-I过程，甚至可以解释电子光谱的上升部分，这是强制性的，以适应低态光谱能量分布（SED）的PKS 2155-304约束费米LAT观测。由于时间分辨率的原因，H.E.S.S.观测到PKS 2155-304的爆发。在2006年，可以自洽地模拟为沿射流轴的波动，而无需引入新的参数集。该模型使时间演变的SED也访问。从而为耀变体的燃烧行为提供了新的见解。
2010-05-27 astro-ph.HE
Physical properties of blazar jets from VLBI observations
在活动星系核中心超大质量黑洞附近形成的相对论喷流，显示出将它们与吸积盘和宽线区域的物理条件联系起来的充分证据。喷流是造成大部分非热连续辐射（特别是在强烈的耀斑期间）的原因，这使得了解它们的物理学成为研究耀变体的一个重要方面，耀变体的特征是由极其紧凑的区域产生的深刻的耀斑活动。甚长基线干涉测量法（VLBI）提供的毫角秒尺度的射电辐射成像和偏振测量为研究相对论喷流中的超致密区域以及将它们与活动星系核中耀变体活动的主要表现联系起来提供了一系列可能性。同时监测光学/高能量的变化和演变的秒差距尺度的无线电结构产生可以说是最详细的图片之间的关系的加速和传播的相对论流和非热连续产生耀变体。这些影响进行审查和讨论的背景下，获得准确的和自洽的模型中心地区的耀变体。
2010-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
A numerical study on the role of instabilities on multi-wavelength emission signatures of blazar jets
Blazars是一类活跃的星系，其喷流是沿视线方向的相对论性和准直的等离子体流，并且易于产生大量的磁流体动力学（MHD）不稳定性。我们的目标是研究辐射和粒子加速过程在调节耀变体的多波段发射和变化特征的相互作用。特别是，我们的目标是破译的冲击所产生的影响，由于MHD不稳定性驱动的长期可变的排放签名耀变体。在这方面，我们对耀变体喷气发动机的代表性部分进行了RMHD模拟。喷流是使用混合欧拉-拉格朗日框架来解释由于同步加速过程和由于冲击引起的粒子加速引起的辐射损失。此外，我们已经纳入并验证了由于外部康普顿（EC）过程，是相关的耀变体的辐射损失。通过对二维平板射流的数值模拟，进一步比较了不同辐射机制的影响。最后，我们进行了参数化的研究，以量化的效果，磁场和外部辐射场特性进行三维模拟的等离子体柱。合成光变曲线和光谱能量分布（SED）进行了分析，定性地了解不稳定性驱动的冲击的影响。我们观察到，与不稳定性的演变产生的冲击引起的耀斑签名在高能量带。这种冲击的影响也明显地表现在同步加速器成分的瞬时变平。在后期阶段，我们观察到的过渡，在X射线发射的同步过程中，占主导地位的EC。EC过程的包含也引起了伽马射线的发射，并显示出在低同步辐射峰值耀变体中通常看到的温和康普顿优势的特征。
2022-11-30 astro-ph.HE
