Turbulent Stresses in Local Simulations of Radiation-Dominated Accretion Disks, and the Possibility of the LIghtman-Eardley Instability
我们提出了一系列的辐射MHD模拟的结果的局部补丁的吸积盘，具有固定的垂直重力剖面，但具有不同的表面质量密度和广泛的辐射气体压力比。每个模拟都实现了持续许多冷却时间的热平衡。在与冷却时间相比长的时间内平均后，我们发现垂直积分应力与垂直平均总热（气体加辐射）压力近似成比例。我们绘制出-第一次明确的物理学的基础上-应力和表面密度之间的热平衡关系：应力减少（增加）与增加表面质量密度时，模拟辐射（气体）压力占主导地位。在辐射压力主导的区域中，应力对表面质量密度的依赖性表明可能存在Lightman-Eardley入流不稳定性，但需要使用更宽的径向箱进行全局模拟或剪切箱模拟，以确认这一点并确定其非线性行为。
2009-08-07 astro-ph.HE
Turbulent, Extreme Multi-Zone Model for Simulating Flux and Polarization Variability in Blazars
作者提出了一个耀变体的通量和偏振的模型，其中湍流等离子体以相对论速度沿喷流流过一个直立的圆锥形激波。冲击波压缩等离子体，并将电子加速到最大γ（max）> 1E4倍的静止质量能量，γ（max）的值由磁场相对于冲击波阵面的方向决定。在计算机代码中，湍流被近似为许多单元，每个单元具有均匀的磁场，其方向是随机选择的。等离子体中高能电子的密度随时间随机变化，其变化方式与耀变体观测得到的通量变化的功率谱密度一致。因此，通量和偏振的变化是由连续的噪声过程引起的，而不是由诸如在喷流底部爆炸性注入能量之类的奇异事件引起的。示例模拟示出了这样的模型产生的通量和线性偏振随时间的行为。由代码产生的伽马射线通量的变化通常（但不总是）与较低频率的伽马射线通量相关，并且许多耀斑都是尖锐的峰值。同步辐射的平均偏振度越高，其变化的时间尺度越短，而偏振电矢量有时会随机地进行视旋转。光谱能量分布的斜率表现出比仅由能量损失引起的更尖锐的突变。所有这些结果都符合在耀变体中观察到的性质。
2013-11-29 astro-ph.HE
Studying magnetic reconnection with synchrotron polarization statistics
该研究首次从射电同步辐射偏振统计角度，通过沿重联层不同方向的视线反演湍流磁场特性，揭示重联湍流谱特性，为理解湍流磁重联开辟新途径。
2024-05-21 astro-ph.HE
Radio polarization maps of shell-type SNRs II. Sedov models with evolution of turbulent magnetic field
在几个银河系超新星遗迹（SNRs）中，偏振射电辐射已经被非常详细地绘制出来，但还没有得到应有的利用。我们已经开发了一种方法来模拟的Stokes参数的壳状信噪比在其Sedov演化阶段的地图。首先，通过模拟磁流体动力学参数和加速粒子的分布，计算了SNR的三维结构。考虑到磁场与加速粒子的相互作用，还考虑了SNR中各处磁场湍流分量的产生和耗散。然后，为了模拟发射，我们使用了一个推广的经典同步加速器理论，有效的情况下，磁场有序和无序的组件。最后，二维投影地图已被推导出，对于不同的SNR和星际磁场相对于观察者的取向。要考虑的一个重要效应是SNR内部偏振平面的法拉第旋转。在本文中，我们提出了详细的模型，并描述了一般性质的图像。
2017-05-16 astro-ph.HE
Synchrotron-Self-Compton radiation from magnetically-dominated turbulent plasmas in relativistic jets
由旋转黑洞发射的相对论性喷流是非热辐射的强大发射器。通过电磁应力提取旋转能量产生磁主导的射流，其可能变成湍流。基于第一性原理的磁主导等离子体湍流研究表明，大多数被加速的粒子具有小的俯仰角，即粒子速度几乎与局部磁场一致。我们研究了各向异性粒子在快速冷却状态下的同步自康普顿辐射。小的俯仰角降低了同步加速器冷却速率，并促进了逆康普顿（IC）冷却的作用，这可能发生在两个不同的制度。在汤姆逊体系中，同步加速器和IC组件都具有软光谱，$νF_ν\proptoν^{1/2}$。在Klein-Nishina机制中，同步辐射在宽频率范围内具有硬光谱，通常为$νF_ν\proptoν$。我们的研究结果对BL Lac和伽马射线暴（GRB）的模拟具有一定的意义。BL Lac产生软同步加速器和IC光谱，正如预期的那样，当克莱因-西名效应很小时。所观察到的同步加速器和IC的光度通常是相当的，这表明与俯仰角$θ\gtrsim0.1$的适度的各向异性。当$θ\ll0.1$产生时，可能会产生罕见的孤儿γ射线耀斑。硬光谱的伽玛暴可能是一致的同步辐射时，发射粒子的IC冷却的克莱因-西科制度，如预期的俯仰角$θ\sim0.1$。Blazar和GRB光谱可以用具有类似的电子等离子体磁化参数$σ_{\rm e}\sim10^4$的湍流射流来解释，对于电子-质子等离子体，$σ_{\rm e}\sim10^4$对应于整体磁化$σ…
2021-06-11 astro-ph.HE
A polarization study of jets interacting with turbulent magnetic fields
本研究探究喷流周边湍动磁场对其同步辐射偏振的影响，分析了激波环境介质消偏振效应的尺度与喷流功率依赖性，明确了茧区结构与扭结不稳定性的相关偏振特征。
2023-10-04 astro-ph.HE
Turbulent model of Crab nebula radiation
我们建立了蟹状星云非热辐射的湍流模型。本模型解决了Kennel-Coroniti（1984）模型的一些长期存在的问题：（i）σ问题;（ii）射电电子的硬谱;（iii）γ射线耀斑的高峰值能量;（iv）红外（IR）发射的空间演化。星云包含两个注入粒子群：通过费米-I机制在风终止激波处加速的质子-I，以及在蟹状星云中心部分高度磁化（$σ$ $\gg 1$）等离子体中重连湍流时加速的质子-II。重联湍流湍流-II从射电扩展到伽马射线：它加速具有硬谱的射电电子，破坏大尺度磁通量（从而解决了西格玛问题），偶尔会产生伽马射线耀斑（来自最大尺度的重联事件）。该模型再现了蟹状星云的宽带光谱，从无线电中的低频同步辐射到TeV能量的逆康普顿辐射，以及红外和光学波段光谱指数的空间分辨演化。
2020-05-13 astro-ph.HE
Circular polarization of fast radio bursts in the curvature radiation scenario
曲率辐射被用来解释FRB的圆偏振。显著的圆偏振在明显的非重复和重复的FRB中都有报道。曲率辐射可以在辐射束的翼部处产生显著的圆偏振。在曲率辐射的情况下，为了在FRB中看到显著的圆极化，（1）更高能量的爆发，（2）具有更高洛伦兹因子的电子爆发，（3）中心需要缓慢旋转的中子星。中心中子星自转周期的不同可能解释了为什么有些FRB具有高圆极化，而有些则没有。考虑到电场的平行分量和垂直分量的折射率可能存在差异，位置角可能在辐射束的窄脉冲窗口内快速变化。FRB中的位置角摆动除了旋转矢量模型的非几何原点之外，还可以通过该非几何原点来解释。
2022-05-16 astro-ph.HE
Bulk Comptonization by Turbulence in Accretion Disks
致密物体周围的辐射压主导的吸积盘可能具有大大超过盘内电子热速度的湍流速度。因此，在确定出射光谱时，湍流引起的体康普顿化可能比热康普顿化占主导地位。无辐散湍流引起的体康普顿化仅是由于辐射粘性耗散引起的。它可以被视为热康普顿化，通过求解具有等效“波”温度的Kompaneets方程，该等效“波”温度是湍流级联中每个尺度上存在的功率的加权和。具有非零发散的湍流导致的体康普顿化是由于压力功和辐射粘性耗散。在光学薄湍流的极限下，压力功对光子谱的影响可以忽略不计，在这个极限下，辐射粘性耗散单独可以被视为热康普顿化，其温度相当于全湍流功率。在极端光学厚湍流的限制下，辐射粘性耗散被抑制，并且可以根据强耦合光子和气体流体的压缩和膨胀来理解局部光子谱的演化。我们讨论的后果，这些影响的自洽解决和解释湍流康普顿化的光谱计算中的辐射MHD模拟高光度吸积流。
2016-04-04 astro-ph.HE
Exact analytical expression for the synchrotron radiation spectrum in the Gaussian turbulent magnetic field
本文证明了在局部场强为高斯分布的湍流磁场中，各向同性单能电子布居的同步辐射谱的精确解可以用简单的解析形式表示：$\left( \frac{{\rm d} \dot{N}}{{\rm d} ω} \right)_t = \fracα{3} \frac{1}{γ^2} \left( 1 + \frac{1}{x^{2/3}} \right) \exp \left( - 2 x^{2/3} \right)$，其中$x = \fracω{ω_0}\, ; ω_0 = \frac{4}{3} γ^2 \frac{eB_0}{m_e c}\, .$我们用这个表达式求出了具有$\propto \exp\left( -\left[ γ/γ_0 \right]^β\right)$型高能截止的幂律电子分布的近似同步辐射谱;所得到的同步加速器光谱具有指数截止因子，其中频率提高到指数中的$2β/(3β+4)$幂。对于没有高能截止的幂律电子分布，我们发现系数$a_m$是幂律指数的函数，这导致在使用单色时同步加速器光谱的精确表达式（即，每个电子以频率（$ω_m = a_m γ^2 \, \frac{e B_0}{m_e c}$）近似辐射。
2020-02-28 astro-ph.HE
Studying Magnetohydrodynamic Turbulence with Synchrotron Polarization Dispersion
利用同步辐射偏振观测，对Lazarian和Pogosyan提出的一种研究磁流体动力学（MHD）湍流的新方法进行了验证。本文着重于一个点的统计，这是被称为偏振频率分析，其特征在于作为沿单一视线的波长的平方的函数的偏振发射的方差。我们采用视线湍流磁场的标准偏差与视线平均磁场的比值$η$来描述湍流的水平。当这个比率是大的（$η\gg1$），这是一个湍流场占主导地位的区域，或小的（$η\lesssim0.2$），这是一个平均场占主导地位的区域，我们得到的偏振方差$\left<P^2\right>\proptoλ^{-2}$和$\left<P^2\right>\proptoλ^{-2-2m}$，分别。在小$η$时，即，在平均场占主导地位的区域，我们成功地恢复了湍流光谱指数的偏振方差。我们发现我们的模拟与Lazarian \& Pogosyan的理论预测吻合得很好。利用来自射电天文学低频阵列（LOFAR）和平方公里阵列（SKA）的现有和即将到来的数据立方体，这种新技术可以应用于研究银河系和其他星系中的磁湍流。
2016-05-04 astro-ph.HE
Polarization properties of turbulent synchrotron bubbles: an approach based on Chandrasekhar-Kendall functions
当一个紧凑的相对论引擎（无论是黑洞还是中子星）的流出物撞击环境时，就会产生同步加速器发射气泡。同步辐射的发射特性被广泛用于推断这些气泡的动力学性质，并从它们推断发动机的喷射条件。射电偏振提供了一个重要的工具来研究湍流的水平和频谱，磁场结构，以及可能的混合程度。在这里，我们介绍了一种形式主义的基础上，使我们能够适当地考虑到泡沫的几何形状，超越标准分析的基础上，定期carnival域。我们调查如何不同的湍流光谱，磁螺旋度和粒子分布函数，影响全球性的性质，很容易获得的意见，即使在低分辨率，我们提供拟合公式，将观测到的数量的基础磁场结构。
2017-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Radiation from relativistic shocks with turbulent magnetic fields
使用我们的新的3-D相对论电磁粒子（REMP）与MPI并行代码，我们研究了长期粒子加速与相对论电子-正电子喷流在未磁化的环境电子-正电子等离子体中传播。为了研究韦伯不稳定性及其粒子加速机制的完整非线性阶段，使用比我们以前的模拟长得多的模拟系统进行模拟。冷喷流电子被热化，周围的电子在由此产生的冲击中被加速。环境电子的加速导致最大环境电子密度比原始值大三倍。在射流激波中的弓形激波后面产生强电磁场。这些场可能导致与时间相关的余辉发射。我们计算了电子在均匀平行磁场中传播的辐射，以验证该技术。我们还使用新技术来计算电子的发射，基于一个小系统的模拟。我们得到的光谱是一致的，从电子在湍流磁场与红噪声传播。这种湍流磁场类似于在韦伯不稳定性的早期非线性阶段产生的磁场。在一个较大的系统中，一个充分发展的激波会产生一个抖动/同步加速器光谱。
2011-01-24 astro-ph.HE
Linear Polarization of Synchrotron Radiation from Very-small-pitch-angle Electrons
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院天文大科学研究中心）；Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences（中国科学院天体结构与演化重点实验室）
本文研究相对论性热与非热电子的小投角同步辐射线性偏振，计算不同能量分布及多波段的偏振度，发现其偏振度通常低于常规同步辐射，且该情形对同步辐射偏振研究至关重要。
2026-10-15 astro-ph.HE
Radiation and Polarization Signatures of 3D Multi-zone Time-dependent Hadronic Blazar Model
本文提出了一个新发展的含时三维多带强子blazar辐射模型。通过耦合基于Fokker-Planck的轻强子粒子演化程序3DHad和偏振相关的辐射转移程序3DPol，我们首次研究了强子blazar模型的辐射和偏振随时间变化的特征.我们目前的代码是有限的参数制度，强子$γ$ -射线输出的质子同步辐射为主，忽略π生产。我们的研究结果表明，随时间变化的通量和偏振签名通常由同步辐射冷却和光交叉时间尺度之间的关系，这在很大程度上是独立的精确的模型参数。我们发现，与低能量极化签名，它可以迅速变化的时间，高能量极化签名出现稳定。因此，未来的高能偏振计可能能够将这种特征与轻子模型中预期的较低和更快速变化的偏振特征区分开来。
2016-07-21 astro-ph.HE
Radiation from relativistic jets in turbulent magnetic fields
使用我们的新的3-D相对论电磁粒子（REMP）与MPI并行代码，我们研究了长期粒子加速与相对论电子-正电子喷流在未磁化的环境电子-正电子等离子体中传播。模拟已经进行了使用一个更长的模拟系统比我们以前的模拟，以调查完整的非线性阶段的韦伯不稳定性和粒子加速机制。冷喷流电子被热化，周围的电子在由此产生的冲击中被加速。环境电子的加速导致最大环境电子密度比原始值大三倍。在射流激波中的弓形激波后面产生强电磁场。这些场可能导致余辉发射。我们计算了两个电子在均匀平行磁场中运动时的能谱随时间的演化，以验证这种方法。
2009-01-26 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
On the Jitter Radiation
在小尺度湍流介质中，当非相对论性拉莫尔半径$R_{\rm L}=mc^2/eB$超过磁场的关联长度$λ$时，相对论性带电粒子的磁韧致辐射必然进入所谓的抖动辐射区.母粒子的冷却时间尺度与同步加速器冷却时间相同，因此在以高湍流为特征的不同天体物理源中可以非常高的效率产生这种辐射状态。与同步辐射相比，抖动辐射具有向高能量移动的明显光谱特征。这使得抖动机制成为有吸引力的宽带伽马射线产生通道，其在高度磁化和湍流环境中可以与其他高能辐射机制竞争甚至占主导地位。在本文中，我们提出了一个新的研究范围内的扰动理论框架内进行的抖动辐射的光谱特性。导出的辐射谱功率的一般表达式以一种简洁而便于数值计算的形式给出。
2013-05-30 astro-ph.HE
Multiwavelength Polarization of Rotation-Powered Pulsars
偏振测量提供了强有力的约束模型，从旋转动力的辐射。我们提出了多波长偏振预测表明，在一定范围内的频率的测量可以是特别重要的约束发射位置，辐射机制和系统的几何形状。结果假设一个通用的模型，从外磁层和电流片的发射，其中光学硬X射线发射产生的同步辐射的电子-正电子对和γ射线发射产生的曲率辐射或同步辐射的加速初级电子。假设无力磁层的磁场结构，并在惯性观测者的坐标系下计算了相位分辨和相位平均极化。我们发现，大的位置角摆动和深退偏谷发生在光变曲线的峰值在所有的能带。对于同步辐射，偏振特性强烈地依赖于光子发射半径，随着视线穿过电流片，对于光圆柱外部的发射，具有更大的、接近$180^\circ$的位置角摆动。对于同步辐射，在光柱内和光柱外发射的相位平均偏振度分别小于10%和20%左右，而曲率辐射的偏振度则大得多，可达40%-60%。在X射线和伽马射线光谱分量之间的过渡处观察到偏振度的急剧增加和位置角的变化将表明曲率辐射是伽马射线发射机制。
2017-04-20 astro-ph.HE
Macroscopic Geo-Magnetic Radiation Model; Polarization effects and finite volume calculations
超高能宇宙射线（UHECR）与地球大气层碰撞产生广泛的空气簇射（EAS）。由于薄簇射阵面内的不同电荷分离机制，将在射频范围内发射相干电磁辐射。折射率与单位折射率的微小偏差将导致距离簇射核心100米的切伦科夫辐射，因此必须包括在EAS无线电发射的完整描述中。不同辐射机制之间的干扰，结合不同的偏振行为，将反映在横向分布函数（LDF）中，这取决于观察者的取向和无线电信号的非平凡衰减作为到簇射芯的距离的函数。
2010-10-26 astro-ph.HE
The Statistical Polarization Properties of Coherent Curvature Radiation by Bunches: Application to Fast Radio Burst Repeaters
快速射电暴（FRB）是一种持续时间为毫秒级、亮度温度极高的河外射电瞬变现象。最近，在一个中继站FRB 20201124A中发现了一些高度圆偏振的爆发。当束团的视线偏离束团中心轨迹时，束团的相干曲率辐射可能产生显著的圆偏振。在这项工作中，我们进行了模拟研究的框架内的相干曲率辐射的带电聚束在中子星磁层的重复FRB的突发偏振的统计特性。在束团的张角范围内，磁通量几乎是恒定的。而当视线偏离束团张开角时，偏离角越大，圆极化越大，但通量越低。研究了FRB转发器射电爆发的圆极化和流量的统计分布，发现大部分具有高圆极化的爆发具有相对较低的流量。此外，我们还发现大部分爆发的去极化度在很宽的频带内变化很小。此外，我们模拟了偏振角（PA）的演变，发现大多数突发呈现出平坦的PA演变的突发相位，和一些突发呈现出摆动的PA。
2022-12-26 astro-ph.HE
Polarization of Fast Radio Bursts: radiation mechanisms and propagation effects
本文在磁星框架下系统研究了快速射电暴在磁层内外不同辐射位置的内禀偏振机制与传播效应，揭示了线偏振与圆偏振的产生条件及其对观测的约束。
2023-04-06 astro-ph.HE
Radiation and Polarization Signatures from Magnetic Reconnection in Relativistic Jets--I. A Systematic Study
耀变体是从超大质量黑洞中流出的相对论性磁化等离子体，它们非常接近我们的视线。它们的发射是非热主导的，并且在整个电磁波谱中高度可变。相对论性磁重联被认为是耀变体耀斑中粒子加速的驱动因素。虽然最近的粒子模拟已经自洽地研究了其中的磁重联和粒子加速的演化，但由此产生的辐射特征尚未被系统地探索。特别是，极化签名，这直接反映了特征强动态磁场演变过程中的重联，没有仔细研究。本文基于PIC和偏振辐射传输模拟，系统地研究了Blazar中磁重联引起的辐射和偏振特征。我们确定了一个更难时，更明亮的光谱演变的趋势。此外，在同步加速器光谱分量中，高频带往往比低频带更早地闪烁。最重要的是，极化信号随着频率的增加而变化。我们发现，时间偏振变化强烈地依赖于引导场强度。特别是，重联与显着的引导场分量导致非常高的偏振度，矛盾的典型blazar观测，而大的偏振角旋转是独特的签名磁重联之间的几乎反平行的磁场线。这些旋转至少是$90^o$，并且可以扩展到$>180^o$，并且它们可以在两个方向上旋转。这些结果意味着具有大偏振角旋转的耀变体本质上具有更接近反平行的磁场形态。
2020-08-21 astro-ph.HE
First-Principle-Integrated Study of Blazar Synchrotron Radiation and Polarization Signatures from Magnetic Turbulence
该研究通过PIC与偏振辐射转移联合的第一性原理模拟，探究耀变体磁湍流同步辐射与偏振特征，验证了其与TEMZ模型的一致性，揭示了偏振等特征的随机规律。
2023-03-21 astro-ph.HE
Application of Jitter Radiation: Gamma-ray Burst Prompt Polarization
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的高度偏振性是近年来得到证实的。本文利用抖动辐射研究了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性。在我们的框架中，相对论电子被湍流加速。随机和小尺度的磁场是由湍流产生的。我们进一步确定了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性是由随机小尺度磁场的结构决定的。在我们的模型中，采用了一个二维压缩平板，其中包含随机磁场。如果满足抖动条件，则电子在磁场中的偏转角很小，电子轨迹可视为直线。当视线和平板平面之间的角度很小时，可以实现高度偏振。此外，微型喷射结构的微发射体被认为是在一个散装伽玛射线暴射流。射流的“离轴”效应对观测到的偏振度非常敏感。讨论了去极化效应对伽玛暴瞬发和余辉的影响。我们还推测，伽玛暴的快速变化可能与湍流发电机或等离子体的磁重联的随机变化。
2013-09-20 astro-ph.HE
Towards a complete description of spectra and polarization of black hole accretion disks: albedo profiles and returning radiation
恒星质量黑洞（BH）周围的吸积盘在源处于热状态时发出的辐射在软X射线中达到峰值。出现的光子被极化，并且由于对称性原因，由于盘中的电子散射，在源上积分的极化预计平行于或垂直于（投影的）盘对称轴。然而，由于广义相对论效应，光子偏振矢量将相对于它们的原始方向旋转，旋转的量取决于BH自旋和观察者的倾角。因此，X射线偏振测量可以提供有关这些源周围强重力效应的重要信息。除了直接到达观测者的辐射的光谱和偏振特性外，本文还包括返回辐射的贡献，即被强BH引力弯曲的光子再次返回到圆盘上，在那里它们散射直到最终逃逸到无穷远。我们的结果之间的比较和不同作者在以前的作品中获得的结果显示出整体良好的协议，尽管使用不同的代码架构。最后，我们考虑的磁盘材料的吸收的影响，包括更现实的磁盘表面的吸收曲线。我们在这方面的研究结果表明，也考虑磁盘的电离状态可能会深刻修改偏振观测的行为。
2020-02-26 astro-ph.HE
Polarization properties of thermal accretion disk emission. I. Direct radiation
INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学物理与天文系）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire Astronomique de Strasbourg, UMR 7550（斯特拉斯堡大学、法国国家科学研究中心、斯特拉斯堡天文台）
本文研究了热主导状态下恒星质量黑洞源的偏振特性，探讨了直接辐射在吸积盘倾角和黑洞自转影响下的偏振谱特性变化。
2026-03-16 astro-ph.HE
A model for the polarization of the high-energy radiation from accreting black holes: the case of XTE J1118+480
最近发现天鹅座X-1--研究得最充分的银河系黑洞--的高能发射（$400$ keV $- 2$ MeV）具有强烈的偏振性。这种辐射的来源仍然未知。在这项工作中，我们认为这是在吸积致密物体周围的热日冕中的非热过程的结果，并研究了预期的黑洞双星的高能辐射的偏振。在我们的研究中考虑了两个对总磁场的贡献，一个是与日冕相关的小尺度随机分量，另一个是与吸积盘相关的有序磁场。估计这种特定几何形状的伽马射线发射的偏振度，以及偏振矢量的角度。我们得到的电晕+磁盘配置研究这项工作中可以占高度的偏振度的伽玛射线检测到银河系黑洞，而不需要一个相对论性喷流的具体预测，在低硬状态的来源。特别是，该模型被应用到瞬态源\xtee，我们表明，如果一个新的爆发的\xte观察，那么它的伽马射线偏振应该是可测量的未来的仪器，如ASTRO-H或拟议的ASTROGAM。
2015-12-30 astro-ph.HE
On the statistical characterization of the synchrotron multi-zone polarization of blazars
University of Geneva（日内瓦大学）
该研究通过统计方法建模BLLARS多区同步辐射偏振特征，揭示了湍流喷流中多个发射区对偏振行为的影响。
2025-12-21 astro-ph.HE
Gamma-ray Burst Prompt Emission: Jitter Radiation in Stochastic Magnetic Field Revisited
我们重新讨论了随机磁场中相对论电子的辐射机制，并将其应用于伽马射线暴（GRB）的高能辐射。我们证实了在大电子偏转角条件下，抖动辐射是伽玛暴瞬发辐射的一种可能的解释。在湍流情况下，湍流的动能谱决定了γ暴瞬发辐射的辐射谱特性。随机小尺度磁场的强度由湍流涡旋的粘性尺度决定。可以获得微物理参数$ε_e$和$ε_B$。加速和冷却的时间尺度估计以及。由于粒子在磁化湍流中的加速，相对论电子释放的最大能量可达到约$10^{14}$ eV。GeV的伽玛暴可能是高能宇宙线的来源。
2011-03-12 astro-ph.HE
Coupled Time-Dependent Proton Acceleration and Leptonic-Hadronic Radiation in Turbulent Supermassive Black Hole Coronae
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里安大学）；Queen’s University（女王大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大高能天体粒子物理研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）
本文提出一个时间依赖的数值框架，耦合质子加速与轻子-强子辐射，用于模拟超大质量黑洞冠层中非热粒子加速及辐射过程，重现中微子能谱并揭示延迟多信使信号的产生机制。
2026-01-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New mechanism of radiation polarization in Seyfert-1 AGNs
在大多数赛弗特-1活动星系核中，光学线性连续偏振度通常很小（小于1%），偏振位置角几乎平行于活动星系核的射电轴。然而，有许多类型1活动星系核的位置角和偏振度的中间值无法解释。我们对Seyfert-1活动星系核的偏振度和位置角的解释集中在光学厚吸积盘中亚秒差距喷流的非偏振辐射的反射上。散射介质周围的磁场的存在将引起极化平面的法拉第旋转，这可以解释如果存在垂直于吸积盘的磁场分量则位置角的中间值。圆盘中的法拉第旋转退偏效应减少了反射辐射的偏振与偏振的平行分量和圆盘内部辐射的垂直偏振之间的竞争（米尔恩问题），有利于反射辐射的偏振。这一效应使我们能够解释在喷流光学光度远低于圆盘光度的情况下观测到的Seyfert-1活动星系核辐射的偏振现象。本文计算了若干Seyfert-1活动星系核的偏振度。
2016-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiation Spectrum of the Photospheric Emission for a Turbulent Relativistic Jet
本文研究相对论喷流光球层下方湍流对光球层辐射的影响，发现湍流可将光子散射到高能段，并在光子-电子耦合不完全区域将辐射谱重塑为Band-like谱。
2025-07-21 astro-ph.HE hep-ph
A 3D MHD simulation of SN 1006: a polarized emission study for the turbulent case
为了对超新星遗迹SN 1006的射电辐射进行新的极化研究，进行了三维磁流体动力学模拟。这些模拟认为，残骸膨胀到一个动荡的星际介质（包括磁场和密度扰动）。基于参考极角技术，对观测和数值计算的磁场位置角分布进行了统计研究。我们的研究结果表明，湍流介质的绝热指数为1.3可以再现的SN 1006残留物的偏振特性。这项统计研究揭示了它本身作为一个有用的工具，用于获得周围磁场的方向，之前被扫过的主要超新星遗迹冲击。
2017-01-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Circular Polarization in Pulsars due to Curvature Radiation
相对论性等离子体（粒子或束团）的射束辐射，被约束沿着弯曲的轨道运动，发生在速度的方向。我们推广了相干曲率辐射模型，使之包含了脉冲星磁层辐射区的详细几何结构，并根据斯托克斯参数推导了偏振态。通过考虑均匀辐射和调制辐射，我们模拟了几个典型的脉冲轮廓。反对称类型的圆偏振只在发射源中存在调制或离散分布时才存在。我们的模型预测的偏振角摆动和圆偏振的符号反转之间的相关性作为一个几何性质的发射过程。
2010-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiation intensity and polarization in atmosphere with chaotic magnetic field
我们考虑了混沌磁场中法拉第旋转对多重散射辐射强度和线偏振的影响。所有的波动被假定为高斯型和各向同性。磁场值小于$10^5$高斯。在这种情况下，参数$ ω_B/ω=(eB/m_ec)/ω\simeq 0.93\cdot 10^{-8}λ$（$μ$ m）$B($ G $)$很小，辐射散射是自由电子上的通常散射。只有法拉第旋转影响辐射的强度和偏振。本文考虑了无平均磁场的电子磁化大气中的Milne问题。我们发现混沌磁场并不增加H-函数的个数，描述了Milne问题。在非磁化的情况下，有四个H-函数，就像在米尔恩问题中一样。计算结果表明，出射辐射的偏振度随磁涨落水平的增加而强烈减弱。计算结果可用于吸积盘倾角$i$和磁涨落水平的估计。
2019-01-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dependence of linear polarization of radiation in accretion disks on the spin of central black hole
我们假设线性光学偏振是由于围绕中心黑洞的光学厚磁化吸积盘中的多次散射引起的。极化度对黑洞的自旋非常敏感，当两个黑洞的光度和质量相同时，Kerr旋转黑洞的极化度比Schwarzschild非旋转黑洞的极化度高。这种效应的原因是不旋转的Kerr洞的第一稳定轨道半径等于3个引力半径，而快速旋转的Kerr洞的第一稳定轨道半径约为引力半径的1/6。从第一稳定轨道开始逐渐减小的磁场在Schwarzschild洞的光辐射逃逸区域比Kerr洞的大得多。由于法拉第旋转效应，大的磁场引起辐射的大的去极化。这就解释了上述结果。看来，观测到的偏振物体的集合主要由克尔黑洞组成。
2010-11-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiation intensity and polarization from accretion discs with progressive increasing height
本文考虑高度递增的光学厚吸积盘。假定曲面为圆锥形。具有所考虑波长的辐射从圆锥上的环出现，并且由强度和偏振的Milne问题描述。环的倾斜角度取15和30度。对于环的每一个倾角值，视线与中心吸积盘平面的法线之间的倾角取30、45、60度。对于连续辐射，出射光的偏振度小于平面吸积盘。从环的右部分和左部分出射的辐射的偏振位置角彼此相反。它们是由问题的几何形状决定的。观测到的连续辐射的位置角平行于吸积盘的中心平面。我们的理论给出了谱线“红”翼和“蓝”翼位置角相反的新解释。这种现象存在于许多塞弗特星系中。
2019-07-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Intensity and polarization of radiation reflected from accretion disc
我们考虑了吸积盘上的点状源的非偏振辐射的反射，吸积盘是光学厚的和光学薄的。我们研究了反射辐射的偏振对入射辐射孔径角的依赖关系。孔径角由吸积盘的半径和源在吸积盘上方的高度决定。对于光学厚吸积盘，我们表明，如果孔径角小于70梯度，那么波电场振荡的反射辐射是平行于吸积盘平面。当孔径角大于70度时，电场振荡平行于“垂直于吸积盘-视线”的平面。后者也适用于反射从光学薄吸积盘独立的孔径角值。
2018-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Generation of circular polarization in CMB radiation via nonlinear photon-photon interaction
标准的宇宙学模型确实预测了通过汤姆逊散射的宇宙微波背景辐射（CMB）的强度和线性偏振的可测量的各向异性量，即使这些理论模型没有预测CMB辐射的圆偏振。另一方面，在观测证据中并未排除CMB的圆偏振。在这里，我们估计圆偏振功率谱$C_{l}^{V(S)}$的CMB辐射由于康普顿散射和非线性光子-光子前向散射通过Euler-Heisenberg有效拉格朗日。我们估计了目前$l\sim300$的圆功率谱的平均值为$1(l+1)\,C_{l}^{V(S)}/(2π)\sim 10^{-4}μ\,K^2$，它比最近报道的数据（SPIDER合作）要小，但在未来可实现的实验数据范围内。我们还证明了在原始标量微扰存在下，通过Euler-Heisenberg相互作用可以产生CMB光子的B模偏振，但这种贡献并不显著。
2017-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Modified surface redshift of pulsars and magnetars by magnetized plasmas and vacuum polarization
本文在Gordon有效度规理论的框架内研究了相对论性流对等离子体中辐射的传播，特别考察了真空极化对辐射谱的影响。发现流动磁化等离子体的电磁效应、动力学效应和真空极化效应可以使恒星的辐射谱发生移动。在特殊情况下，对光谱红移的修正可以达到与引力红移相同的量级。此外，由介质引起的红移是各向异性的，并且与波模有关。对于O模，红移的修正依赖于辐射的频率。对于较低频率的辐射，修改是由等离子体效应为主，而对于较高频率的辐射，由真空极化效应。对于X模式，修改是非色散的，并占主导地位的真空极化效应。真空极化对磁星X射线辐射的红移也有显著的影响。
2013-03-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Curvature Radiation in Rotating Pulsar Magnetosphere
研究了沿磁场线运动的相对论粒子与脉冲星磁层同向旋转时的曲率辐射特性。共旋转影响粒子的轨迹，从而影响发射特性，特别是偏振。我们考虑的修改的粒子的速度和加速度由于共同旋转。曲率辐射从一个单一的粒子计算使用近似的圆形路径的粒子轨迹。在给定高度上粒子的曲率辐射实际上包含了粒子沿切向点附近所有场线流动的贡献，形成了1/γ的发射锥。来自发射锥的偏振图案被附加旋转扭曲，对于来自较大高度的发射更严重。净圆偏振可以由发射锥中的密度梯度产生。对于核、锥和斑三种典型的密度模型，我们计算了在给定高度上产生的辐射的偏振分布。我们发现，圆偏振可以有一个单一的符号或符号反转，这取决于沿旋转相位的密度梯度。将所有可能高度的辐射相加得到的全场线区的全曲率辐射的偏振分布与一个主要发射高度的偏振分布相似。曲率辐射的圆偏振在斑片辐射中有符号反转，而在核辐射中只有一个符号，而在锥辐射中可以忽略不计。
2012-03-27 astro-ph.HE hep-ph
