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
Linear Stability Analysis of Relativistic Magnetized Jets: Methodology
本文提出了一种线性稳定性分析方法，通过扰动圆柱轴对称稳态喷流并线性化相对论性理想MHD方程，推导色散关系以计算不稳定性增长率，并应用WKBJ近似及给出特定子情形的解析解。
2023-08-30 astro-ph.HE
On the Linear Stability of Sheared and Magnetized Jets Without Current Sheets - Non-Relativistic Case
在之前的论文（Kim等人，2015）中，我们考虑了不携带净电流且不具有电流片的磁化射流的线性稳定性。在本文中，除了物理上动机良好的磁场结构，我们还包括射流剪切的影响。我们研究的喷流除了具有真实的磁场结构和速度剪切外，还具有有限的热压力。我们发现，剪切有强烈的稳定效果，对各种模式的射流不稳定性。增加剪切稳定在长波长和短波长的基本箍缩模式。增加剪切也稳定在短波长的第一反射箍缩模式。增加剪切只有一个非常温和的稳定作用的基本扭结模式在长波长，然而，增加剪切确实有很强的稳定作用的基本扭结模式在短波长。第一反射扭结模式通过在较短波长处增加剪切而强烈稳定。总的来说，我们发现，磁场和剪切的组合效果稳定射流比单独剪切。除了正式的线性稳定性分析的结果，我们提出了一种新的方式可视化和理解射流稳定性。这使我们对剪切磁化射流的增强稳定性有了更深的理解。我们还强调了我们的数值方法的价值，在了解与现实结构的射流的线性稳定性。
2016-03-01 astro-ph.HE
Numerical simulations of the internal shock model in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内激波情景被用来解释耀变体辐射的变化。最近的研究表明，磁场显着改变壳层碰撞动力学，产生各种光谱能量分布和光变曲线图案。然而，磁化在这种发射过程中所起的作用仍然没有完全理解。在这项工作中，我们数值求解磁化壳碰撞的磁流体动力学演化，并确定磁化对所观察到的辐射的影响。我们的程序包括系统地改变壳层的洛伦兹因子、相对速度和视角。产生整个宽带光谱能量分布和光变曲线所需的计算在计算上是昂贵的，并且使用高性能并行代码来实现。
2015-02-27 astro-ph.HE
Numerical study of broadband spectra caused by internal shocks in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内部激波假设已经被用来解释耀变体外流辐射的变化。最近的模拟表明，磁场改变了这些冲击的动力学，产生了一个完整的光谱能量密度模式动物园。然而，磁化在这种高能发射中所起的作用仍然没有完全理解。借助于\emph{Fermi}的第二个LAT活动星系核目录，我们与$γ$射线波段的观测结果进行了比较，以确定磁场的影响。
2013-09-18 astro-ph.HE
Simulations of Gamma-ray emission from magnetized micro-quasar jets
在这项工作中，我们模拟$γ$ -射线中的强子喷流的紧凑的物体在双星系统称为微类星体。我们利用作为主要的计算工具的$3$ -D相对论磁流体动力学程序PLUTO结合在内部派生的代码。我们的模拟实验是指SS 433 X射线双星，恒星系统中的强子喷流已被观察到。我们研究了两个新的模型配置，采用强子为基础的发射机制。模拟的目的是探索依赖的$γ$ -射线发射的动力学，以及射流的辐射特性（流体动力学参数的质量流密度，气体压力，喷射物质的温度，高能量质子人口内的射流等离子体，等）。的两个新的方案的初始条件的微类星体系统的研究结果进行了比较，以前考虑的方案。
2018-08-01 astro-ph.HE
The structure of weakly-magnetized $ γ$-ray burst jets
伽马射线暴（GRB）喷流与密集介质的相互作用促进了沿喷流边界的局部流体动力学不稳定性的增长。在配套文件中，我们研究了流体动力学（未磁化）射流的演变，发现射流茧材料的混合会产生一个界面层，称为射流茧界面（JCI），它包含了系统能量的一个重要部分。我们发现，角结构的射流+ JCI，当他们达到同源相，可以近似为一个扁平的核心（射流）+幂律函数（JCI）的指数，取决于混合的程度。在本文中，我们研究了次优势的环形磁场对射流的演变和形态的影响。我们发现弱场可以稳定喷流以对抗局部不稳定性。混合的抑制减小了JCI，从而重塑了射流的爆发后结构。尽管如此，外流的整体形状仍然可以近似为一个扁平的核心+幂律函数，虽然JCI幂律衰减更陡峭。在长的伽玛暴射流中，弱场的影响更为突出，在那里，流体动力射流中的混合更强。在短的伽玛暴喷流中，弱磁化喷流和非磁化喷流都存在小的混合。这一结果影响了预期的射流发射，这是由射流的形态。因此，长伽玛暴的瞬发和余辉观测可以作为对喷注底部磁性的探测。
2020-08-19 astro-ph.HE
Rarefaction acceleration in magnetized gamma-ray burst jets
与长/软伽马射线暴相关的相对论喷流形成并最初在祖星内部传播。由于在穿过恒星表面后，它们会失去外部压力的支持，这些流动可以被模拟为绕着一个拐角移动。形成一个强的稳态稀疏波，侧向膨胀伴随着稀疏加速。我们调查的效率和一般特点，这种机制，通过整合的稳态，特殊的相对论，磁流体动力学方程，使用一组特殊的部分精确解在平面几何形状（r自相似的“角落”）。我们还推导出解析近似标度的超相对论冷/磁化，和流体动力学的限制。该机制在磁化流中比在纯流体动力流中更有效。它大大增加了洛伦兹因子，而对喷流的开口没有太大影响;它们的乘积的结果值可以比1大得多，允许余辉光曲线中可能的中断。这些发现是相似的轴对称射流的数值模拟由Komissarov等人和Tchekhovskoy等人，虽然在我们的方法中，我们描述的稀疏作为一个稳态的简单波和自洽计算的开放的射流，对应于零外部压力。
2014-07-18 astro-ph.HE
Linear stability analysis of magnetized relativistic jets: the nonrotating case
我们进行了线性分析的稳定性磁化相对论非旋转圆柱流在零热压力的近似下，只考虑m = 1模式。我们发现有两种模式的不稳定性：Kelvin-Helmholtz和电流驱动。Kelvin-Helmholtz模式被发现在低磁化强度和它的增长率依赖于很弱的间距参数。电流驱动模式被发现在高的磁化强度和增长率的值和波数的最大值增加，因为我们减少的间距参数。在相对论区域中，电流驱动模式分裂成两个分支，高波数处的分支的特征在于本征函数集中在射流核心中，而低波数处的分支的特征在于本征函数延伸到射流速度剪切区域之外。
2013-07-24 astro-ph.HE
Intermittent mildly magnetized jets as the source of GRBs
伽马射线暴（GRB）是由相对论喷流提供动力的，这些喷流在很宽的时间尺度上表现出不稳定性--从$ \sim $毫秒到秒。以前的数值研究表明，流体动力学（即，从可变发动机排出的（未磁化的）射流经受射流和茧状物质的强烈混合，这强烈抑制了GRB发射。在本文中，我们进行了3D RMHD模拟的轻度磁化射流的持续时间为0.1秒和1秒的功率调制，并在注入稳定的磁场。我们发现，当在发射场的射流磁化是$σ\sim 0.1$，初始磁化被放大的冲击流中形成的点，它强烈抑制重子加载。我们估计，一个显着的污染可以避免，如果在注射的磁能构成至少百分之几的射流能量。喷流从恒星中爆发出来后的变化时间尺度是由喷射周期而不是混合过程决定的，这表明在实践中，喷流喷射应该在短至$ \sim 10 $ ms的时间尺度上波动，以解释观察到的光变曲线。更好的稳定性被发现与较短的调制射流。我们的结论是，对于足够热的喷流，光球附近的洛伦兹因子可以足够高，以允许有效的光球发射。我们的研究结果表明，喷流与$ 10^{-2} < σ< 1 $注入的可变发动机与$ \sim 10 $ ms占空比是合理的长GRB的来源。
2021-04-14 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
Linear and nonlinear evolution of current-carrying highly magnetized jets
通过高分辨率的三维数值模拟，研究了周期性结构中载流射流的线性和非线性演化。所考虑的射流被强烈磁化，具有可变的螺距轮廓，并且最初在无力磁场的作用下处于平衡状态。电流驱动（CDI）和开尔文-亥姆霍兹（KHI）不稳定性的增长是量化使用三个选定的情况下，对应于静态，Alfvenic和超Alfvenic射流。在早期阶段，我们观察到大规模的螺旋变形的射流对应的初始激发的CDI模式的增长。我们的模拟结果和线性理论得到的分析增长率之间的直接比较显示出良好的协议的条件下，采用高分辨率和精确的离散算法。初始线性阶段后，射流结构显着改变，而缓慢移动的射流显示出越来越多的螺旋变形，更大的速度剪切剧烈破坏的几个阿尔芬交叉时间留下的湍流结构。总的来说，动能和磁能迅速消散为热量，在饱和状态下，射流动量在较大的表面积上重新分布，大部分射流质量以较小的速度行进。这个过程的有效性是由发生在射流/环境界面处的KHI不稳定性的开始来调节的，并且可以对剧烈的射流制动和夹带负责。
2014-07-08 astro-ph.HE
Neutrino emission from magnetized micro-quasar jets
用相对论流体动力学程序PLUTO模拟了微类星体系统中的强子喷流。我们专注于中微子发射的强子喷流内的热的快速质子（非热）碰撞产生的这样的喷流。我们采用半解析近似的描述产生的二次粒子从p-p碰撞和开发适当的算法使用上述注入质子作为输入。作为一个具体的例子，我们考虑的SS-433 X射线双星系统，在过去的几十年中已经进行了几次观测。在我们以前的工作中，我们采用了沿射流的快质子的预先设定的分布相反，在本论文中，我们模拟它通过使用幂律的快质子分布沿PLUTO流体代码。在急流前进通过计算网格的过程中，这种分布逐渐将周围的风扫到一边。作为第一步，在本工作中的中微子能谱提取模型喷流，促进了一系列潜在的动力学模拟在目前有趣的微类星体喷流系统。
2017-06-09 astro-ph.HE
Linear stability analysis of magnetized relativistic rotating jets
在零热压力近似下，对磁化相对论旋转圆柱射流进行了线性稳定性分析。我们确定了几种模式的不稳定射流：开尔文-亥姆霍兹，电流驱动和两种离心浮力模式-环形和极向。Kelvin-Helmholtz模在低磁化强度下出现，其增长率对背景磁场的螺距参数和旋转的依赖性很弱。在高磁化强度下，发现电流驱动模式，随着背景磁场的节距参数的减小，电流驱动模式的增长率和最大增长对应的波数增大。该模式通过旋转而稳定，特别是在高磁化下。由于旋转而产生的离心浮力模式在磁化强度增加时也趋于更稳定。总体而言，相对于非相对论性射流，相对论性喷流似乎更稳定。
2019-02-27 astro-ph.HE
Dynamical efficiency of collisionless magnetized shocks in relativistic jets
所谓的内激波模型旨在解释起源于耀变体流和伽马射线暴的非热过程所产生的光变曲线和光谱。一个长期存在的问题是，在相对论性流中驱动的微弱的无碰撞冲击是否足够有效，以解释与预期的外流动能相比所观察到的能量。在这项工作中，我们研究了相对论磁化外流的内部冲击的动能转换为热能/磁能的动态效率。我们发现，具有非零相对速度的壳之间的碰撞可以产生两个相反移动的冲击（在接触面处于静止的框架中），或反向冲击和前向稀疏。对于中等磁化强度的冲击波（磁化强度σ ~ 0.1），两壳层相互作用的动力学效率可达40%。因此，中等磁化冲击的动态效率大于相应的未磁化的两壳层相互作用。我们发现，效率仅弱依赖于壳层的洛伦兹因子，因此在耀变体和伽马射线暴的磁化流的内部冲击是近似相等的效率。
2010-12-11 astro-ph.HE
Linear stability analysis of magnetized jets: the rotating case
本文在零热压力近似下对磁化旋转圆柱射流进行了线性稳定性分析。我们重点分析了旋转对电流驱动模式的影响以及旋转引入的不稳定模式。我们发现，旋转有一个稳定的影响，对电流驱动模式的旋转速度的顺序的阿尔文速度。旋转也引入了一个新的不稳定的离心浮力模式和“冷”磁旋转不稳定性。第一种模式类似于Parker不稳定性，离心力起着有效重力的作用。磁旋转不稳定性可以存在，但仅在参数空间的非常有限的区域中，并且从不占主导地位。电流驱动模式的特点是由大wavelenghts和主导在小值的旋转速度，而浮力模式成为主导旋转增加，其特征在于由小wavelenghts。
2016-07-06 astro-ph.HE
Numerical Simulations of Magnetized Astrophysical Jets and Comparison with Laboratory Laser Experiments
本文给出了磁流体力学数值模拟磁化射流形成和发展的结果。讨论了用于比较天体物理喷流的实验室激光实验和数值模拟结果的相似准则。介绍了Neodim激光装置实验中产生的射流的实验室模拟结果。
2019-03-11 astro-ph.HE physics.plasm-ph
On the deceleration of Fanaroff-Riley Class I jets: mass loading of magnetized jets by stellar winds
在本文中，我们提出了稳态RMHD模拟，其中包括一个质量负载项研究射流减速的过程。质量负荷模仿注入质子电子等离子体从恒星风在宿主星系内到最初的对等离子体射流，平均恒星质量损失范围从$10^{-14}$到$10^{-9}\,{M_\odot\,yr^{-1}}$。空间射流演化覆盖了距射流喷嘴10~pc处网格中射流注入的$\sim 500\,{\rm pc}$。我们的模拟使用相对论气体状态方程和周围介质的压力分布。我们比较这些模拟与以前的相对论，非磁化射流的动力学模拟。我们的研究结果表明，环形磁场可以防止快速喷流膨胀和随后的嵌入进一步的恒星通过磁张力。在这个意义上，磁场避免了失控的减速过程。此外，当质量载荷足够大以增加射流密度并产生快速的、有差异的射流膨胀时，磁能通量转化为动能通量（即，磁加速）有助于相对于非磁化射流延迟减速过程。我们的结论是椭圆星系中典型的恒星星族不能解释经典FRI射电星系中的喷流减速。然而，我们观察到一个显着的变化，射流成分，气动参数和能量耗散沿其演变，即使是中等值的质量负荷。
2020-10-20 astro-ph.HE
Internal instabilities in magnetized jets
我们进行了广泛的线性稳定性分析的磁化圆柱射流在全球范围内。在通常援引的无力限制，我们专注于小规模的，内部的不稳定性触发的射流占主导地位的环形磁场，具有弱的垂直场和有限的热压力梯度的区域。这些区域很可能发生在远离喷流源和边界的地方，是磁能量耗散的潜在场所，这对于解释天体物理喷流中观察到的粒子加速和辐射至关重要。我们验证了Begelman的局部稳定性分析，通过验证最不稳定的模式的本征函数是径向本地化。这一发现使我们能够提出一个通用的稳定性标准中存在的弱垂直场。由于不稳定的热压力梯度和稳定的磁压力梯度之间的竞争，具有径向梯度的更强的垂直场使稳定性判据复杂化。尽管如此，我们认为，射流内部一般应受到快速增长，小规模的不稳定性，能够产生电流片，导致耗散。我们确定了一些新的不稳定性，而不是预测的本地分析，这是敏感的背景径向配置文件，但有较小的增长率比本地的不稳定性，并讨论我们的工作的相关性，最近的数值射流模拟的结果。
2018-10-03 astro-ph.HE
Kinetic Simulations of Instabilities and Particle Acceleration in Cylindrical Magnetized Relativistic Jets
相对论磁化喷流，如来自AGN，GRB和XRB的喷流，容易受到电流和压力驱动的MHD不稳定性的影响，这些不稳定性会导致粒子加速和非热辐射。在这里，我们调查这些不稳定性的发展，通过三维动力学模拟的圆柱对称平衡，涉及环形磁场与电子-正电子对等离子体。推广Alves等人（2018）和Davelaar等人（2020）的最新治疗，我们考虑了一系列初始结构，其中环形磁场引起的力通过轴向磁场和气体压力引起的力的组合来平衡。我们认为，Alves等人（2018）确定的粒子能量极限是由于快速磁耗散阶段的有限持续时间。我们发现平行于局部磁场的电场在粒子加速中的作用相当小。在所有调查的情况下，扭结模式出现在中央核心区域的增长时间尺度与线性MHD模型的预测一致。在气体压力平衡（Z箍缩）的情况下，我们确定了一个弱的本地箍缩模式以及射流核心之外。我们认为，压力驱动模式是重要的相对论射流，在区域内，足够的气体压力是由其他耗散机制。
2022-05-06 astro-ph.HE
Laplace-Fourier linear stability analysis of non-relativistic magnetized rotational jets: mode identification by Hamiltonian analysis and the occurrence of mode transitions
本文对磁化旋转射流进行线性稳定性分析，通过Laplace-Fourier变换和Hamiltonian扰动识别KHI、KKI和MRI等不稳定模式，并发现随射流速度增加模式间会发生连续转变。
2025-09-12 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts from magnetized collisionally-heated jets
产生伽马射线暴（GRB）的喷流很可能携带相对于质子成分漂移的中子成分。中子-质子碰撞强烈加热喷流并产生电子-正电子对。我们调查这种加热产生的辐射使用一个新的数字代码。我们的结果证实了最近的说法，碰撞加热产生所观察到的带型谱的伽玛暴。我们将该模型扩展到研究磁场对发射光谱的影响。我们发现，频谱峰值保持在1兆电子伏附近的磁化参数$0<ε_B<2$，在我们的模拟探索的整个范围。随着$ε_B$的增加，光谱的低能量部分软化，并且在keV带中出现可见的软过量。光谱的高能量部分远高于GeV范围，并有助于费米/LAT观察到的即时发射。总的来说，碰撞机制产生的辐射光谱似乎与观测结果一致，没有对参数进行微调。
2011-06-26 astro-ph.HE
The Kelvin-Helmholtz instability at the boundary of relativistic magnetized jets
本文通过线性稳定性分析研究相对论性磁化喷流边界的开尔文-亥姆霍兹不稳定性，推导出色散关系解析解，并揭示波矢与磁场夹角决定喷流在亚阿尔芬或超阿尔芬条件下的不稳定性判据。
2023-06-16 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
The propagation of long GRB jets through and beyond its progenitor star
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本研究通过多尺度模拟探讨长持续时间伽马射线暴前身恒星中喷流的传播，分析不同磁化程度恒星对喷流观测的影响。
2025-12-31 astro-ph.HE
Effects of Ambient Medium Profiles on the Evolution of Relativistic Magnetized Jets
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（同济大学李政道研究所）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Physics, Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学粒子物理、天体物理与宇宙学教育部重点实验室）
通过二维和三维相对论磁流体动力学模拟，探究分层环境介质中相对论磁化喷流的演化，推导扭结稳定性判据，计算多波段发射图，发现不同环境压力下喷流形态及辐射特征的差异。
2026-08-24 astro-ph.HE
Numerical Investigation of Instabilities in Over-pressured Magnetized Relativistic Jets
本研究通过三维相对论性磁流体动力学模拟，探究带螺旋磁场的超压相对论喷流不稳定性，发现磁螺距减小会削弱瑞利-泰勒不稳定性但激发CD扭结不稳定性，可定性解释BL Lac的准周期振荡。
2024-11-26 astro-ph.HE
Polarized quasi-periodic oscillations reveal kink instability in magnetized jets of black holes
Department of Astronomy, School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院天文学系）
研究通过极化准周期振荡揭示黑洞喷流中磁化喷流的弯折不稳定性，解释了流量与极化度的反相关性，为理解喷流中的磁场结构和粒子加速提供理论依据。
2026-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nuclear Composition of Magnetized GRB Jets
我们研究了与核心坍缩超新星有关的伽玛射线暴的相对论喷流中金属核的比例。我们用二维相对论流体力学计算模拟了射流诱导爆炸的回落过程，用稳态径向相对论磁流体力学计算模拟了射流加速过程，并通过后处理计算得到了射流的详细核成分。我们发现，如果在喷气发动机发射场的温度是高于$4.7\times 10^9$ K，准统计平衡（QSE）的建立和重核解离轻粒子，如$^4$ He在加速的射流。根据各向同性喷流亮度将金属核的存活判据写成$L_{\rm j}^{\rm iso} \lesssim 3.9\times 10^{50}(R_{\rm i}/10^7{\rm cm})^2 (1+σ_{\rm i})~{\rm erg~s^{-1}}$，其中$R_{\rm i}$和$σ_{\rm i}$分别是喷流的初始半径和初始磁化参数。如果射流最初由辐射场主导（即，$σ_{\rm i} \ll 1$）和各向同性光度相对较高（$L_{\rm j}^{\rm iso}\gtrsim 4\times 10^{52}~{\rm erg s^{-1}}$），金属核不能在喷流中存活。另一方面，如果射流主要由磁场加速（即，$σ_{\rm i} \gg1$），即使在高光度喷流的情况下，最初包含在喷流中的金属核也可以存活而没有严重的解离。如果喷流含有金属核，则主要核是$^{28}$ Si、$^{16}$ O和$^{32}$ S，平…
2015-03-12 astro-ph.HE
Numerical study of Kelvin-Helmholtz instability and its impact on synthetic emission from magnetized jets
活动星系核喷流的非热辐射虽然具有磁流体动力学不稳定性，但其非热辐射的尺度却很大。本研究的主要目的是了解MHD不稳定性对大尺度活动星系核喷流非热辐射的影响。我们对等离子体柱进行了高分辨率三维数值磁流体动力学模拟，以研究具有不同磁场分布、喷流速度和密度对比度的千秒差距尺度下喷流配置的动力学和发射特性。我们还获得了合成的非热发射签名不同的视角使用的方法，假设静态粒子光谱和通过使用拉格朗日宏观粒子结合冲击加速和辐射损失的影响，通过不断发展的粒子光谱。我们发现轴向磁场位形中的Kelvin-Helmholtz（KH）不稳定性引起的激波对射流动力学有很强的影响。此外，我们还发现在欠密喷流柱中存在弱的双锥激波。螺旋磁场的引入阻碍了剪切表面处的涡流增长，从而稳定了射流柱。随着不断发展的粒子谱的方法，合成的SEDs的情况下，具有较强的KH不稳定性显示存在多个驼峰，从无线电到TeV的伽马射线带。我们的结论是，由于KH不稳定性，高能电子在新形成的冲击附近加速，导致高X射线发射。
2021-03-11 astro-ph.HE
Magnetized, Relativistic Jets
河外相对论喷流由带电粒子和磁场组成，这是从我们从它们那里接收到的同步辐射中推断出来的。沿着磁场传播的粒子的拉莫尔半径比问题的尺度小得多，为系统提供必要的相干性以将其视为流动。因此，我们可以用相对论磁流体力学来研究它们。作为第一步，我们已经研究了结构的稳态配置的射流通过使用数值模拟。我们已经使用了螺旋场配置，并改变了不同的相关参数，控制的方式，其中的能量通量分布在射流（即，由内部，动能或磁能进行的能量通量的比例）。我们的研究结果表明，不同类型的射流之间的显着差异。最后，我们还报告了基于我们的模拟喷气机的合成图的结果。
2017-08-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetized Relativistic Jets and Long-Duration GRBs from Magnetar Spindown during Core-Collapse Supernovae
利用理想轴对称相对论磁流体动力学模拟方法，计算了一颗新形成的毫秒级B ~ 10^{15} G磁星在核塌缩超新星爆发过程中的自旋降速及其与周围恒星包层的相互作用.中子星损失的质量、角动量和转动能是根据冷却的中子星大气层的热性质以及风与周围恒星的相互作用自洽地确定的。磁星驱动相对论磁化风进入由SN激波产生的空腔。对于高自旋功率（~ 10^{51}-10 ^{52} erg/s），磁星风在几乎所有纬度都是超快的，而对于低自旋功率（~ 10^{50} erg/s），风是亚快的，但仍然是超阿尔文风。在所有情况下，中子星损失质量、角动量和能量的速率与相应的自由风值非常相似（相差<~ 30%），尽管中子星与恒星包层之间存在因果联系。此外，在我们考虑的所有情况下，磁星驱动准直（~5-10度）。相对论性喷流沿着恒星的旋转轴向外喷射。几乎所有的中子星的自旋下降能量都通过这个极喷流逃逸，而不是转移到更球形的SN爆炸中。这种相对论性喷流的性质及其在磁星模型中预期的后期演化与长持续时间伽马射线暴（GRB）及其相关的宽线Ic型SN的观测结果大致一致。
2009-01-24 astro-ph.HE
On the Linear Stability of Magnetized Jets Without Current Sheets - Relativistic Case
在我们以前的论文中，我们考虑了边界上没有电流片的磁化射流的非相对论线性稳定性分析。在本文中，我们扩展我们的分析相对论射流。为了寻找无电流片磁化相对论喷流的不稳定模式，我们将完全相对论磁流体力学方程线性化并数值求解。得到了箍缩模和扭结模不稳定性的色散关系。通过比较弱相对论性喷流（洛仑兹因子2）和中等相对论性喷流（洛伦兹因子10）的色散关系，发现具有较高洛伦兹因子的射流在收缩和扭结模式下的稳定性都显著提高。我们表明，列入目前的无片磁场在射流中进一步提高了稳定性。随着磁化强度的增加，箍缩和扭结模式的不稳定性逐渐变得更加稳定。我们还显示了不稳定模式的最大时间增长率和射流的洛伦兹因子之间的标度关系。对于我们研究的大多数模式，不稳定模式的最大时间增长率与洛伦兹因子成反比。然而，对于基本箍缩模式，它与洛伦兹因子的平方成反比。无论是否存在磁场，这种非常有益的比例关系都成立。
2017-02-13 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Modeling of Magnetized Jets from Accreting Black Holes
广义相对论磁流体动力学模型的最新进展提供了前所未有的洞察力吸积黑洞的内部运作，动力的喷流在活动星系核（AGN）和其他吸积系统。我将介绍最近的研究结果，确定喷流功率的自旋依赖性，并讨论了活动星系核无线电大声/安静的二分法和最近的观察，在一些活动星系核的高喷流功率的影响。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Magnetically-driven jets and winds from weakly magnetized accretion disks
盘流出的半解析模型已经成功地描述了来自开普勒吸积盘附近的磁驱动、自约束的超阿尔夫文喷流。这些喷射发射脉冲可用于高水平的盘磁化$μ$，定义为$μ=2/β$，其中β是通常的等离子体参数。在近均分的JED中，吸积是超音速的，喷流带走了大部分的圆盘角动量。然而，这些解决方案被证明难以与前沿的数值模拟进行比较，因为数值模拟显示出风一样的流出，但在小磁化的域中。在这项工作中，我们首次提出了自相似的等温解决方案的吸积-喷射结构在小磁化水平。我们阐明的作用，磁共振成像的结构在加速过程中，推动这类新的解决方案。磁盘磁化$μ$是主要的控制参数：大量的流出驱动的环形磁场的压力获得高达$μ\sim 10^{-2}$，而更稀薄的离心驱动的流出，在更大的$μ$值。广义参数空间和天体物理后果进行了讨论。我们相信，这些新的解决方案可能是理解天体物理盘驱动风或喷流的方式的垫脚石。定义射流作为自限流出和风作为非准直流出，我们提出了一个简单的分析标准的基础上的流出的初始能量含量，从风中区分射流。我们表明，射流的解决方案，实现在所有的磁化水平，而风只能在弱磁化磁盘功能加热。
2019-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Creation of Magnetized Jet Using a Ring of Laser Beams
提出了一种利用环形激光器照射平面靶产生磁化超声速射流的新方法。使用2D FLASH代码模拟，其中包括比尔曼电池长期，我们证明了强大的环形场可以产生和维持下游的准直射流流出远离目标表面。磁场强度可以通过改变环形激光器的间距来控制，从而为研究各种天体物理环境中的磁场效应提供了一个多功能的实验室平台。
2015-12-11 astro-ph.HE
The propagation of relativistic jets in expanding media
本文提出了一个相对论性喷流在膨胀同系介质（喷出物）中传播的综合分析模型。该模型涵盖了整个喷流演化以及一系列与双中子星合并有关的构型。这些包括低和高亮度的喷流，未磁化和轻度磁化的喷流，时间依赖的亮度喷流，牛顿和相对论头速度。我们还扩展了现有的解决方案，在静态介质中的射流指数$α<5$的幂律密度介质。我们的模型提供了简单的分析公式（校准的3D模拟）的喷头传播和突破时间。我们发现，系统的演化有两个主要制度：强和弱射流。强烈的喷流在喷出物中立即开始传播。弱射流在初始阶段无法穿透喷出物，只有在喷出物显著膨胀后才能穿透喷出物，因此其演化与喷出物开始和射流发射之间的延迟无关。经过足够的时间后，强喷流和弱喷流都趋于一个共同的渐近相。我们发现，一个必要的，但不充分的，非磁化[弱磁化]射流的爆发的标准是$E_{j,{\rm iso,tot}} \gtrsim 3[0.4]E_{ej,{\rm tot}}\left({θ_j}/{0.1{\rm~rad}}\right)^2$，其中$E_{j,{\rm iso,tot}}$是射流总各向同性等效能量，$θ_j$是它的开度角，和$E_{ej,{\rm tot}}$是喷出物的能量。将我们的模型应用于短伽玛暴，我们发现，很可能有一个大的喷出物质量的多样性，质量$ \lesssim 10^{-3}~{\rm M}_{\odot} $（至少沿两极）是常见的。
2022-10-17 astro-ph.HE
Multi-messenger emission derived from relativistic magnetized jet dynamics using a multi-zone framework
Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
本研究利用多区框架结合3D模拟，探讨AGN喷流中多信使辐射的产生机制及质子富集路径。
2026-02-27 astro-ph.HE
UHECRs from magnetic reconnection in relativistic jets
超高能宇宙射线（UHECR）可能产生于活动星系核（AGN）或伽马射线暴（GRB）喷流中。我认为，磁重联射流可以加速UHECR，而独立的物理过程中的磁耗散区。一阶费米加速可以有效地发生在未连接（上游）磁化流体收敛到重联层的区域。我发现质子在伽玛暴和强活动星系核喷流中的能量可达E~10^{20} eV，而铁核在亮度较中等的活动星系核喷流中的能量可达E~10^{20} eV。
2010-08-16 astro-ph.HE
Quasi-Periodic Polarized Emissions from Kink Structure in Magnetized Relativistic Jets
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；Key Laboratory for Particle Physics, Astrophysics and Cosmology (MOE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao-Tong University（粒子物理、天体物理与宇宙学教育部重点实验室，上海粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）；Discipline of Astronomy, Astrophysics and Space Engineering, Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院天文学、天体物理学与空间工程学科）
本研究开发了偏振GRRT代码RAPTOR的狭义相对论模块RaptorP，基于3D SRMHD模拟揭示了磁化相对论喷流中CD扭折不稳定性导致的多波长偏振特征与准周期振荡，为解释blazar观测特征提供了理论依据。
2025-11-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Numerical Analysis of Long-term Variability of AGN Jets through RMHD Simulations
相对论活动星系核喷流表现出多时间尺度的可变性和宽带非热频谱，从无线电到伽马射线。这些高度磁化的射流在空间传播过程中容易发生磁流体动力学（MHD）不稳定性，并可能引发射流辐射和粒子加速。本工作的目的是研究扭曲非均匀喷流模型中相对论扭结模不稳定性对观测到的长期变化的影响。为了实现这一点，我们调查的物理配置，优选形成扭结模式不稳定性进行高分辨率的3D相对论MHD模拟的一部分高度磁化的射流。特别是，我们进行了模拟的圆柱形等离子体柱与洛伦兹因子$\geq 5$和研究的磁化强度值和轴向波数与减少间距的扭结不稳定性的发病和增长的影响。我们证实了轴向波数对等离子体柱动力学的影响，包括不稳定性的增长。在这项工作中，我们进一步研究了等离子体柱的动态与其随时间变化的发射特性之间的联系。从我们的分析中，我们发现一个相关的趋势之间的增长率的扭结模不稳定性和从模拟光变曲线得到的通量变化。
2021-06-18 astro-ph.HE
Relativistic Magnetized Astrophysical Plasma Outflows in Black-Hole Microquasars
近年来，微类星体喷流引起了许多研究者的兴趣，主要集中在天体物理等离子体外流和各种喷流喷射。在这项工作中，我们专注于研究恒星黑洞双星系统喷流的电磁辐射和粒子发射，其特征在于喷流中的强子含量。这种排放的相对论磁流体动力学的背景下可靠地描述。我们的模型计算是基于费米加速机制，通过该机制的初级粒子（主要是质子）的射流被加速。因此，喷流中的一小部分热质子通过喷流等离子体中产生的冲击波获得相对论能量。从快（非热）质子与热（冷）质子的非弹性碰撞中，产生了二次带电粒子和中性粒子（π介子、K介子、μ介子、$η$粒子等）。以及从无线电波段到X射线甚至到非常高能量的伽马射线的电磁辐射。我们的主要目标之一是，通过适当的解决方案的输运方程，并考虑到各种机制，导致能量损失的粒子，研究强子天体物理喷流内的二次粒子浓度。在银河系MQs SS 433和Cyg X-1上测试了我们的方法之后，作为一个具体的河外双星系统，我们研究了位于银河系卫星星系大麦云中的LMC X-1。值得一提的是，对于LMC X-1系统的伴星O星（及其扩展的星云结构），几年前已经发表了使用VLT/UVES光谱数据的新观测结果。
2021-12-15 astro-ph.HE
Alignment of Magnetized Accretion Disks and Relativistic Jets with Spinning Black Holes
吸积黑洞（BH）产生强烈的辐射和强大的相对论喷流，这是由BH的自旋大小和方向的影响。虽然薄的圆盘可能会通过巴丁-彼得森效应与BH自旋轴对齐，但这并不适用于厚圆盘的喷流系统。我们使用全三维广义相对论磁流体动力学模拟研究吸积BH与各种BH自旋矢量和磁盘厚度与磁通量达到饱和。我们的模拟揭示了一个“磁自旋对齐”机制，导致磁化磁盘和射流，以配合BH自旋附近的BH和进一步远离重新定向与外盘。这一机制对BH质量和自旋的演化、BH对宿主星系的反馈以及SgrA* 和M87的解析BH图像都有影响。
2012-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets
我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$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
Electromagnetic draping of merging neutron stars
我们首先推导出一组描述相对论性无力等离子体的一般定态组态的方程，而不假设任何几何对称性。然后，我们证明，电磁相互作用的合并中子星必然是耗散的，由于电磁披覆的效果-创建耗散区附近的恒星（在单磁化的情况下）或在磁层边界（在双磁化的情况下）。我们的结果表明，即使在单一磁化的情况下，我们预计相对论射流（或“舌头”）的产生，相应的光束发射模式。
2022-11-29 astro-ph.HE
Strongly magnetized accretion with low angular momentum produces a weak jet
该研究通过全球 GRMHD 模拟发现，低角动量磁化吸积中黑洞反馈引发的湍流会阻断磁通量并抑制喷流，而高角动量可削弱该效应。
2025-01-08 astro-ph.HE
Formation of X-ray emitting stationary shocks in magnetized protostellar jets
对原恒星喷流的X射线观测显示，强烈的冲击将等离子体加热到几百万度的温度。在某些情况下，受冲击的特征似乎是静止的。它们被解释为冲击钻石。我们的目标是调查的物理，引导形成的X射线发射固定冲击在原恒星喷流，磁场的作用，在确定的位置，稳定性和可检测性，这些冲击的X射线，和物理性质的冲击等离子体。我们进行了一组2.5维磁流体动力学数值模拟建模超音速射流撞击到磁化介质，并探讨了不同的配置的磁场。该模型考虑了最相关的物理效应，即热传导和辐射损失。我们比较了模型的结果与观测，通过发射措施和X射线光度合成的模拟。我们的模型解释了X射线的形成，以一种自然的方式发射平稳冲击。磁场使射流底部的等离子体准直，并在那里形成磁性喷嘴。在初始瞬态之后，喷嘴导致在其出口处形成冲击菱形，其在模拟所涵盖的时间内（~ 40 - 60年;与观测的时间尺度相当）是静止的。激波产生一个点状的X射线源，位于喷流底部附近，其亮度与从原恒星喷流的X射线观测中推断的亮度相当。对于探索的参数范围内，冲击后等离子体的演化是由辐射冷却为主，而热传导略有影响的冲击的结构。
2016-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic Jets from Black Holes: A Unified Picture
目前对射电星系和类星体等系统中强大的双向喷流形成的理解是，这一过程涉及一个超大质量黑洞，该黑洞通过轨道吸积盘被注入磁化气体。在本文中，我们讨论了动力学的旋转黑洞的喷流，在一个磁场的存在下，包括标度的喷流长度和它们的典型的时间尺度。我们考虑一个统一的图片涵盖所有的现象，涉及喷流和旋转黑洞，从伽马射线暴河外喷流，并讨论相关的标度律。我们还讨论了粒子在喷流中的加速以及由此产生的同步辐射和逆康普顿辐射。本文还讨论了喷流加速质子作为高能宇宙射线的可能来源。
2009-03-24 astro-ph.HE
Physics and phenomenology of weakly magnetized, relativistic astrophysical shock waves
弱磁化的相对论性无碰撞激波不仅是高能天体物理源中相对论性喷流的自然产物，而且还与通过粒子加速和辐射的能量耗散的一些最突出的表现有关。也许它们最奇特和最令人兴奋的特征是，维持加速过程的磁化湍流，以及（可能）次级辐射本身，是由被加速的粒子本身自激发的，因此这些冲击波的现象学在很大程度上取决于冲击波的微观物理。在这篇评论中，我们绘制了一个状态报告，这种微观物理，基准分析参数与粒子在细胞模拟，并提取直接感兴趣的现象学的后果，特别是关于所谓的微观物理参数中使用的现象学研究。
2020-12-16 astro-ph.HE
On the Theoretical Framework of Magnetized Outflows from Stellar-Mass Black Holes and Related Observations
恒星质量的黑洞（BH）的自旋和喷流的功率输出是可测量的量。不幸的是，目前采用的方法不同意，结果是有争议的。两个主要问题涉及BH自旋和束流（喷流）功率的测量。前一个问题可以通过未来的观察来解决。但是，如果我们注意一下从理论上考虑所期望的，后一个问题现在就可以解决。在少数天体的功率输出和它们黑洞的自旋之间是否存在相关性的问题是没有实际意义的，因为黑洞的光束功率并不与黑洞自旋的平方成比例。我们表明，理论BH束功率是一个强非线性函数的自旋，不能近似的二次关系，一般是说，当磁场的影响是不占在\cite{bla77}模型。无论假设穿过视界的磁场和所考虑的自旋范围如何，弹道射流的BH束功率都应该与BH自旋成更陡峭的比例。在\cite{nar12}和\cite{rus13}对射电观测的分析中，这种行为可能已经可见。与以前的研究一致，我们还发现，在周围的吸积盘的内部区域起源的功率输出是高于从BH和它不能被忽略的连续紧凑的射流从这些系统的调查。
2016-06-21 astro-ph.HE
Matter density distribution of general relativistic highly magnetized jets driven by black holes
高分辨率甚长基线干涉测量（VLBI）射电观测已经解决了详细的发射结构的活动星系核喷流。广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟已经提高了对喷流产生物理的理解，尽管理论研究在约束喷射物质的起源和分布方面仍然存在困难。我们构造了一个新的稳态轴对称GRMHD喷流模型，得到了黑洞磁层的近似解，并研究了喷流的物质密度分布。通过假设模拟无力解析解和GRMHD模拟结果的固定极向磁场形状，并假设在分离表面处的恒定极向速度，该分离表面将流入和流出分开，我们数值地解决了分离表面处的磁力线之间的力平衡，并解析地解决了沿磁力线的物质速度和密度的分布。我们发现，在我们的抛物场模型中的分离表面的密度大致遵循$\propto r_{ss}^{-2}$在远离BH的区域，其中$r_{ss}$是分离表面的半径。当BH自旋较大或分离表面处的速度较小时，分离表面处的密度变得更集中于射流边缘附近。我们的半解析模型，结合辐射转移计算，可能有助于解释高分辨率VLBI观测和理解喷射物质的起源。
2021-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The dynamics of a highly magnetized jet propagating inside a star
伽玛射线暴模型解释了长持续时间的伽马射线暴（GRB）与恒星坍缩的关系。它涉及一个形成于坍缩的大质量恒星核心的相对论性喷流。喷流穿透恒星的包层，一旦喷流远离恒星，就会产生即时伽玛暴辐射。目前大多数产生相对论喷流的模型涉及坡印亭通量主导的外流。我们在这里探讨这种喷流通过恒星包层的传播。喷流在其周围形成弓形激波，激波头部的能量耗散为包围喷流的茧状结构提供能量。这个茧对射流施加压力并使其准直。虽然这种描述类似于流体动力学射流的传播，但有显着的质的差异。两个强冲击，反向冲击，减慢流体动力射流和准直冲击，它的准直，不能形成内坡印亭通量占主导地位的射流。因此，这种喷流在穿过恒星包层时移动得更快，消耗的能量也更少。我们在这里构建一个简单的分析模型，探讨，自洽，喷茧相互作用和动力学。使用这个模型，我们确定的射流的属性，包括它的速度，传播时间和形状。
2014-02-17 astro-ph.HE
Misaligned magnetized accretion flows onto spinning black holes: Magneto-spin alignment, outflow power, and intermittent jets
本文通过数值模拟研究了自转黑洞与盘角动量错位时的磁逮捕盘演化，发现喷流可通过磁自转对齐机制重整内盘，大倾角则引发间歇性喷流破坏盘结构，并指出缓慢吸积黑洞不表现持续LT进动，磁通量爆发驱动喷流摆动解释了观测现象。
2025-09-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
