The signature of the central engine in the weakest relativistic explosions: GRB100316D
本文介绍了与超新星（SN）2010 bh有关的次高能伽马射线暴（GRB）100316 D的晚期射电和X射线观测结果。我们的宽带分析约束GRB 100316 D的爆炸性能之间的高度相对论性，准直伽玛暴和球形，普通氢剥离SNe的中间。我们发现，~10^49 erg与轻度相对论性（γ =1.5-2）的准球形喷出物相耦合，喷出物膨胀到一种介质中，这种介质先前是由前身质量损失形成的，其速率为Mdot ~10^-5 Msun yr^-1（风速v_w = 1000 km s^-1）。喷出物的动能分布证明了中央发动机的存在，并将GRB 100316 D确定为迄今为止探测到的最弱的中央发动机驱动爆炸之一。来自中央发动机的发射是造成过量的软X射线辐射的原因，该辐射在晚些时候（t>10天）超过标准余辉。我们将这种现象与最快速旋转的磁星的诞生联系起来。另一种可能是，新形成的黑洞的吸积作用可能解释了过量的辐射。然而，需要与标准的后备方案有很大的不同。
2013-08-07 astro-ph.HE
Afterglows of Mildly Relativistic Supernovae: Baryon Loaded Blastwaves
相对论性超新星直到最近才被发现，只是因为它们与长时间的伽马射线暴（GRB）有关。由于喷出物的质量是可以忽略不计的相比，扫起的质量，这样的爆炸的blastwave很好地描述了Blandford-McKee（在超相对论制度）和Sedov-Taylor（在非相对论制度）的解决方案，在其余辉。然而，最近发现的相对论超新星SN 2009 bb，没有检测到伽玛暴，表明了高度重子加载温和的相对论流出的可能性，在无线电余辉期间保持在几乎自由膨胀阶段。在这项工作中，我们认为从一个大规模的，相对论性壳，发射的中央引擎驱动爆炸（CEDEX），减速，由于其与爆炸前的拱星风剖面的祖碰撞的动力学和排放。我们表明，这个模型解释了所观察到的原型SN 2009 bb的无线电演化，并表明SN 2009 bb有一个高度重子加载，温和的相对论流出。
2011-03-21 astro-ph.HE
Special Relativistic Magnetohydrodynamic Simulation of Two-Component Outflow Powered by Magnetic Explosion on Compact Stars
通过狭义相对论磁流体动力学模拟研究了致密星表面磁爆炸驱动外流的非线性动力学。作为初始平衡态，我们采用了一个球形恒星物体嵌入在流体静力等离子体，具有$ρ(r) \propto r^{- α}$的密度和通过一个偶极磁场。在致密恒星表面注入的磁能打破了平衡，引发了双组分外流。在早期演化阶段，恒星表面的磁压迅速增加，引发磁驱动外流。一个强大的前向冲击驱动流出，然后激发。磁驱动外流的膨胀速度由恒星表面的阿尔文速度表征，并遵循简单的标度关系$v_{\rm mag} \propto {v_{\rm A}}^{1/2}$。当初始密度分布随半径急剧下降时，强激波在磁驱动分量之前被自相似地加速到相对论速度。我们发现它按照自相似关系$Γ_{\rm sh} \propto r_{\rm sh}$演化，其中$Γ_{\rm sh}$是在激波表面$r_{\rm sh}$测量的等离子体的洛伦兹因子.激波驱动外流的加速机制可能与激波的流体动力学过程有关。我们的两分量外流模型是磁爆炸的自然产物，可以更好地理解各种磁化致密星上的磁活动现象。
2011-03-10 astro-ph.HE
Analytic Asymptotic Solution to Spherical Relativistic Shock Breakout
我们研究了恒星表面激波的相对论爆发。在这个过程中，每个流体壳层被激波赋予一定的动能和热能，然后通过将热能转化为动能而继续加速。这个问题以前已经研究过一个温和的相对论性突破，在那里加速结束接近恒星表面。目前的工作集中在加速终止于远大于恒星半径的距离的情况下。我们推导出一个解析描述的流体动力学演化的喷出物在这个政权，并验证它使用数值模拟。我们还提供了预期的光变曲线和光谱从这样的爆炸的预测。与天体物理爆炸的相关性进行了讨论，它表明，这些事件需要更多的能量比目前认为从天体物理爆炸。
2016-08-01 astro-ph.HE
Relativistic hydrodynamics simulations of supernova explosions within extragalactic jets
本研究通过RATPENAT代码开展二维和三维相对论流体动力学模拟，探究河外喷流内超新星抛射物与喷流的相互作用，发现该过程可促进抛射物膨胀瓦解与混合，或为非热辐射及重成分超高能宇宙线的潜在来源。
2025-10-06 astro-ph.HE
Sub-photospheric shocks in relativistic explosions
本文研究了不透明相对论外流中的内激波机制，特别是宇宙学伽马射线暴。冲击波产生中微子辐射，并影响观测到的爆炸光球辐射。它们从内部压缩波发展而来，并且可以根据流出物的组成而具有不同的类型：（1）具有可忽略的等离子体惯性的“光子气体”中的激波具有由无力条件确定的独特结构--等离子体静止框架中的零辐射通量。辐射在等离子体惯性上的优势抑制了集体电磁场介导的无碰撞激波的形成。(2)如果外流被充分磁化，就会形成一个强的无碰撞的次激波，它嵌入在一个较厚的辐射介导结构中。(3)具有自由中子成分的流出物中的波通过核碰撞导致耗散。在大的光学深度，冲击的厚度相当于中子自由程，嵌入辐射介导的和无碰撞的子冲击。本文还介绍了充满光子的磁化流的第一性原理模拟，展示了冲击的形成及其结构。简单的估计表明，磁化的光球下的冲击是有效的生产者的光子，并对观测到的光球辐射有很大的影响。激波结构随着外流向光球层扩展而改变。耗散伴随着强烈的$e^\pm$对的产生，$e^\pm$修饰的激波携带着光球，半径达20年，发射出强烈的非热辐射脉冲。
2017-01-17 astro-ph.HE
Ultra-high Energy Gamma-rays from Past Explosions in our Galaxy
我们银河系中的高海拔水切伦科夫伽马射线天文台和大型高海拔空气簇射天文台发现了超高能光子源，这在过去几年中彻底改变了伽马射线天文学领域。这些放射物有时在与巨大分子云有关的强大超新星或超新星遗迹附近发现。通常认为，这些辐射的起因是超新星爆发产生的激波加速电子的逆康普顿辐射，以及超新星遗迹产生的激波加速质子与分子云中的冷质子的质子-质子相互作用。本文选取了与巨分子云有关的两个超高能光子源LHAASO J2108+5157和LHAASO J 0341 +5258，但在它们附近没有发现强脉冲星或超新星遗迹，提出了一种假设，即在这些源的局部环境中注入了来自过去爆炸的激波加速电子和质子，发生在几千年前我们发现，所观察到的超高能光子通量可以解释与时间演化的相对论电子和质子谱产生的二次伽马射线。
2021-12-16 astro-ph.HE
Protoneutron star evolution and the neutrino driven wind in general relativistic neutrino radiation hydrodynamics simulations
大质量恒星在爆炸事件中结束了它们的生命，其动能量级为1贝特。爆炸发生后，在喷出物后面立即形成一个低密度和高熵的区域，该区域持续受到中微子加热。中微子从中心的残余物--质子中子星（PNS）中发射出来，加热PNS表面以上的物质。这些热量部分转化为动能，物质加速流出，这就是中微子驱动风。我们第一次模拟了超过20秒的坍缩、反弹、爆炸和中微子驱动的风相。我们的数值模型是基于球对称的广义相对论辐射流体动力学的光谱三味玻尔兹曼中微子输运。在模拟中，没有爆炸是自然获得的，我们模型中微子驱动的爆炸低和中等质量的铁核祖星通过提高带电电流反应速率。在一个特殊的祖星，O-Ne-Mg-核心的情况下，在球对称的爆炸没有增强的不透明度。爆炸后的演变是在定性协议与静态稳态和参数化的中微子驱动风的动力学模型。另一方面，我们发现一般较小的中微子光度和平均中微子能量以及不同的演化行为的中微子光度和平均中微子能量。中微子驱动风富含质子超过10秒，PNS的收缩与以前中微子驱动风研究中对内边界条件的假设不同。尽管每个重子的熵大约为100，并且膨胀时间尺度很快，但我们模型中发现的条件不太可能有利于......
2010-10-20 astro-ph.HE
Magnetorotational Explosion of A Massive Star Supported by Neutrino Heating in General Relativistic Three Dimensional Simulations
我们提出的三维（3D），辐射磁流体动力学（MHD）模拟的核心坍缩超新星在完整的广义相对论（GR）与光谱中微子输运的结果。为了研究祖先星自转和磁场的影响，我们计算了三个模型，其中参数化地包含了20 M $_{\odot}$星的坍缩前自转速率和磁场。虽然我们在我们的模拟时间内（反弹后的$\sim500$ ms）没有发现我们的两个非磁化模型中的激波复兴，但在我们的快速旋转和强磁化模型中，磁旋转（MR）驱动的激波膨胀在反弹后立即启动。我们表明，膨胀的MR驱动的流向极方向主要是由磁压驱动，而冲击膨胀向赤道方向是由中微子加热。我们的详细分析表明，所谓的扭结不稳定性的增长可能会阻碍准直射流，导致更广泛的外流的形成。此外，我们还发现只有在MR爆炸模型中才有轻子数的偶极辐射，其不对称性与爆炸形态相一致。虽然它是类似的轻子数发射自持不对称（LESA），我们的分析表明，偶极发射发生的质子中子星对流区，但从上面的中微子球表明，它是不相关的LESA。我们还报告了几个独特的中微子签名，这是显着依赖于时间和视角，如果观察到，可能提供了丰富的信息关于MR驱动的爆炸的开始。
2020-05-12 astro-ph.HE
EP260119a: A High-Redshift Gamma-Ray Quiet Fast X-ray Transient Probing a Potentially Hidden Population of Relativistic Explosions
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Aix Marseille Univ.（艾克斯-马赛大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）
本文报道了爱因斯坦探针发现的高红移（z=5.47）伽马射线宁静快速X射线暂现源EP260119a，其多波段余辉符合标准相对论喷流模型，表明软X射线巡天可揭示未被伽马射线仪器探测到的早期宇宙相对论性爆炸。
2026-09-24 astro-ph.HE
Ultra-delayed neutrino-driven explosion of rotating massive-star collapse
在完全广义相对论下，对由初始质量为$20$和$32M_\odot$的He星演化而来的旋转大质量恒星的坍缩进行了长期中微子辐射流体力学模拟.结果表明，如果坍缩的恒星核心有足够的角动量，旋转支撑的原中子星（PNS）的生存秒伴随着形成一个质量大于$1\,M_\odot$的巨大的环面。随后的质量吸积到中心区域产生了一个巨大而紧凑的中心物体，并最终增强了中微子的光度超过$10^{53}$ \，erg/s，导致非常延迟的中微子驱动的爆炸，特别是朝向极地方向。爆炸的动能可以明显高于大质量祖星的$10^{52}$ erg，并与高能超新星（如宽线Ic型超新星）的动能相一致。通过随后的吸积，大质量的PNS最终坍缩成一个快速旋转的黑洞，如果一个大质量的环面围绕着它，它可能是伽马射线暴的中心引擎。
2021-06-11 astro-ph.HE
Relativistic supernovae have shorter-lived central engines or more extended progenitors: the case of SN\,2012ap
对相对论性的、发动机驱动的Ic型SN 2012 ap的深晚期X射线观测使我们能够探测爆炸的附近环境，并揭示相对论性SNe的独特性质。我们发现，在~0.01 pc的局部尺度上，环境是由爆炸前质量损失率小于5 × 10 ^-6 Msun yr-1的祖星演化直接塑造的，与伽玛暴和其他相对论性SN 2009 bb一致。像次高能伽玛暴一样，SN 2012 ap的特征是明亮的射电辐射和温和的相对论性喷出物。然而，它的晚期（t~20天）X射线发射比同一时期最微弱的亚高能伽玛射线暴弱~100倍，没有证据表明晚期中央发动机活动。这些结果支持了将相对论性SNe（如2009 bb和2012 ap）与观测到的最弱的发动机驱动爆炸联系起来的理论建议，在这种情况下，喷气机几乎不会爆发。此外，我们的观察表明，相对论性SNe和亚高能伽玛暴之间的差异是内在的，而不是由于视线效应。这种现象可能是由于一个内在的寿命较短的引擎或一个更广泛的相对论SNe的祖先。
2014-11-06 astro-ph.HE
General Relativistic Three-Dimensional Multi-Group Neutrino Radiation-Hydrodynamics Simulations of Core-Collapse Supernovae
我们报告了一组长期的广义相对论三维（3D）多群（能量相关）中微子辐射流体动力学模拟的核心坍缩超新星。我们采用了一个完整的3D两个时刻计划与当地的M1封闭，三个中微子物种，和12个能源集团每个物种。有了这个，我们遵循后核心反弹的核心的非旋转$27$祖在完全无约束的3D和八分圆对称的$\gtrsim$ $ 380\,\mathrm{ms}$。在无约束的模拟中，我们发现了非对称失控爆炸的发展。我们测试我们的结果的分辨率依赖性，并与以前的工作一致，发现低分辨率人为地艾滋病爆炸，并导致早期失控膨胀的冲击。在低分辨率下，八分圆和全3D动态在性质上非常相似，但在高分辨率下，只有全3D模拟显示爆炸的开始。
2017-04-06 astro-ph.HE
Evolution and explosions of metal enriched supermassive stars: proton rich general relativistic instability supernovae
本研究通过广义相对论流体动力学模拟和核网络后处理，探究了富金属超大质量恒星因广义相对论径向不稳定性在氢燃烧阶段坍缩并可能爆发为富质子超新星的过程，发现其爆发特征为氮和中等质量元素增强及轻元素受抑。
2023-05-20 astro-ph.HE
Explosion of a Minimum-Mass Neutron Star within Relativistic Hydrodynamics
相对论流体力学方程适用于球对称的情况下，拉格朗日形式。它们被用来模拟最小质量中子星的爆炸破裂：这是短伽马射线暴剥离模型的关键组成部分。研究了伴随物质加速到超相对论速度的中子星表面激波爆发。与以前发表的非相对论计算的结果进行了比较。
2022-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Baryon Loaded Relativistic Blastwaves in Supernovae
我们提供了一个新的解析爆炸波解决方案，推广了Blandford-McKee解决方案，任意喷出物的质量和洛伦兹因子。直到最近，相对论性超新星才被发现，因为它们与长持续时间的伽马射线暴（GRB）有关。这种爆炸的冲击波很好地描述了Blandford-McKee（在超相对论制度）和Sedov-Taylor（在非相对论制度）的解决方案，在其馀辉，因为喷出物的质量是可以忽略不计的相比，席卷了质量。最近发现的相对论性超新星SN 2009 bb，没有检测到伽玛暴，打开了高度重子加载温和的相对论性流出的可能性，在无线电余辉期间保持在几乎自由膨胀阶段。在这项工作中，我们考虑了一个大规模的，相对论性的外壳，发射的中央引擎驱动爆炸（CEDEX），减速减速，由于其碰撞前爆炸的拱星风的祖先。计算了相对论电子在激波放大磁场中的同步辐射。这模拟了CEDEX星周相互作用的无线电发射。我们表明，这个模型解释了所观察到的原型SN 2009 bb的无线电演化，并表明SN 2009 bb有一个高度重子加载，温和的相对论流出。我们讨论了重子负载对CEDEX动力学和观测表现的影响。特别是，我们预测的SN 2009 bb的角度大小是一致的VLBI上限在第85天，但目前是可分辨的VLBI角度尺度，因为相对论喷出物仍处于近自由膨胀阶段。
2011-01-03 astro-ph.HE
Neutrino-driven explosions of ultra-stripped type Ic supernovae generating binary neutron stars
我们研究了超剥离超新星的爆炸特征，这是超剥离超新星产生双星中子星的候选者。作为第一步，我们进行恒星演化模拟裸露的碳氧核心的质量从1.45到2.0 $M_\odot$，直到铁芯变得不稳定，并开始崩溃。然后，我们使用这些恒星演化的结果作为初始条件进行轴对称流体力学模拟光谱中微子输运。所有模型都表现出由中微子加热驱动的成功爆炸。诊断爆炸能量、喷出物质量、Ni质量和NS质量通常为$\sim 10^{50}$ erg、$\sim 0.1 M_\odot$、$\sim 0.01M_\odot$和$\approx 1.3 M_\odot$，它们与SN 2005 ek等快速演化和发光瞬变的观测结果相一致。我们还发现，超剥离的SN是一个候选人，以产生次级低质量NS在所观察到的紧凑的双星，如PSR J 0737 -3039。
2015-09-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Non Relativistic Interiors of Ultra-Relativistic Explosions: Extension to the Blandford McKee Solutions
本文用球几何中著名的Blandford-McKee解描述了强激波包围下的超相对论流动的流体动力学。然而，当流动接近牛顿速度时，这些解在冲击波后面的距离$\sim R/2$处变得不准确，其中$R$是冲击半径。在这项工作中，我们找到了一个新的自相似的解决方案，这是一个扩展的Blandford-McKee解决方案，并描述了内部的冲击波，在那里的流量达到温和的相对论牛顿速度。我们发现，流的内部部分的速度分布不依赖于冲击洛伦兹因子$Γ$的值，并且从$r=0$到冲击后面的$R/Γ^2$的距离是准确的。尽管激波与它后面的整个流动是因果联系的，但方程中出现了奇点。然而，该解决方案并不需要通过奇点：对于环境密度下降足够缓慢，$ρ\propto r^{-k}$与$k<\frac{1}{2}(5-\sqrt{10})\cong0.92$，二次冲击波的形式与流入的起源。
2021-08-07 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Electromagnetic Signatures of Relativistic Explosions in AGN Disks
活动星系核（AGN）盘是中心超大质量黑洞（SMBH）的供养者，近年来也引起了人们对大质量恒星及其中子星（NS）和黑洞（BH）残余物的大量兴趣。在这些磁盘的迁移陷阱和气体扭矩有利于二进制的形成和提高紧凑的对象合并的速度。在这些环境中，既有大质量恒星死亡产生的长伽马射线暴（GRB），也有NS-NS和NS-BH合并产生的短GRB。然而，它们在活动星系核盘的独特环境中的性质却从未被研究过。在这里，我们表明，活动星系核中的伽玛暴可以显示出独特的功能，由于不寻常的相对位置的冲击，其特征的爆发演化和汤姆逊光球的活动星系核盘。例如，在稠密的环境中，外部冲击先于内部冲击发展，导致由相对论性反向冲击驱动的瞬发辐射。瞬变的时间演化也被压缩，产生的余辉发射比星际介质中的伽马射线暴更亮，峰值也更早。此外，在足够密集和延伸的圆盘区域，光变曲线主要是由扩散控制的，因为火球被困在圆盘光球层内。这些扩散主导的瞬态出现在$\sim 10^6 M_\odot$的SMBH周围的磁盘中的天到$\sim 10^8 M_\odot$的SMBH的年的时间尺度上。最后，大部分的事件，特别是在活动星系核与SMBH $\lesssim 10^7 M_\odot$，显示在X射线波段的时变吸收。
2020-11-17 astro-ph.HE
Gravitational Wave Signatures of Magnetohydrodynamically-Driven Core-Collapse Supernova Explosions
通过一系列二维、狭义相对论磁流体力学（MHD）模拟，研究了磁流体驱动的核塌缩超新星中的引力波特征。为了提取引力波形，我们提出了一个包含磁场和相对论修正的应力公式。通过参数化地改变坍缩前的磁场和初始角动量分布，我们计算了12个模型。在微观物理方面，采用了一个现实的状态方程，并通过一个多味中微子泄漏方案考虑了中微子冷却。通过这些计算，我们发现，总GW振幅表现出一个单调增加反弹后的模型与一个强大的崩溃前磁场（$10^{12}$ G）也与快速旋转施加。我们表明，这种趋势源于大的径向速度的MHD流出的动力学贡献，也从占主导地位的环形磁场，主要触发MHD爆炸的磁贡献。对于具有较弱初始磁场的模型，反弹后的总GW振幅几乎保持为零，因为来自磁场的贡献与来自流体动力学对应物的贡献相抵消。通过对爆炸动力学的分析，可以清楚地了解这些特征。我们指出，GW信号的增长趋势，可能是可见的下一代探测器的银河系超新星，将与MHD爆炸与爆炸能量超过$10^{51}$尔格。
2011-08-19 astro-ph.HE
Relativistic Jets in Core Collapse Supernovae
经过几十年的广泛研究，核心坍缩超新星（CCSNe）的驱动机制仍然不清楚。一个常见的机制是中微子驱动的外流，但其他人已经提出。其中，一个长期存在的观点是，喷流在SN爆炸中起着重要作用。伴随着罕见而强大的CCSNe的伽马射线暴（GRB），有时被称为“超新星”，为喷流活动提供了明确的证据。相对论性伽玛射线暴喷流在恒星的外壳上打了一个洞，并在远离原始恒星的地方产生了观测到的伽玛射线。虽然超新星和喷流共存于长伽玛暴中，但驱动超新星和喷流的机制之间的关系尚不清楚。同样不清楚的是罕见的超新星和更常见的CCSNe之间的关系。在这里，我们{目前的观测证据表明}，阻塞喷流是活跃的CCSNe类型，不与伽玛暴。一个被阻塞的喷射流把所有的能量都储存在一个茧里。茧最终从恒星中破裂，以非常高的速度释放出高能物质，但速度低于相对论。这种快速移动的物质具有独特的特征，可以在早期SN光谱中检测到。我们在几个CCSNe中找到了这种签名的明确证据，所有这些都涉及在爆炸前失去了全部或大部分氢包层的祖先。这些包括CCSNe，它不包含GRB或任何其他相对论流出。我们的研究结果表明，在不同类型的CCSNe中，中央引擎活动是连续的，并呼吁重新思考常规CCSNe的爆发机制
2017-06-02 astro-ph.HE
Relativistic shock breakouts - a variety of gamma-ray flares: from low luminosity gamma-ray bursts to type Ia supernovae
各种各样的爆炸会导致轻度或超相对论冲击波爆发。这里我们计算这些爆发产生的光度和光谱。为了做到这一点，我们改进了相对论辐射介导的冲击的分析描述，并遵循系统从突破本身，通过平面相，进入球形相。我们限制我们的计算的情况下，突破后加速的气体在平面阶段结束。(i.e.,最终气体洛伦兹因子<~30）。我们发现，球形相对论爆发会产生γ射线闪光，其能量、温度和持续时间始终满足它们之间的特定关系，并提供爆发半径和洛伦兹因子。爆发性耀斑之后，在较长的时间尺度上，通常会出现携带相当能量的X射线。我们将我们的模型应用于各种爆炸，包括Ia和.Ia超新星（SNe），AIC，高能SNe和伽马射线暴（GRB）。我们发现，所有这些事件都产生了可检测到的伽马射线信号，其中一些可能已经被发现。一些具体的例子是：（i）相对论性激波爆发为所有低光度伽玛暴的能量、温度和时间尺度以及许多其他观测特征提供了一种自然的解释。(ii)附近的宽线Ib/c（如SN 2002 ap）可能会产生可探测到的伽马射线信号。(iii)如果它们的前身是单简并的，银河Ia超新星会产生可探测的伽马射线耀斑。我们认为相对论激波爆发是产生伽玛射线耀斑的一个普遍过程，这为研究和探测各种恒星爆炸打开了一个新的窗口。
2011-06-13 astro-ph.HE
The Physics of Gamma-Ray Bursts and Relativistic Jets
我们提供了一个全面的审查的主要发展，我们的理解伽马射线暴，特别是集中在过去15年内的发现时，其真正的性质被发现。我们描述了从无线电到多GeV波段的光子的观测特性，包括即时发射和余辉阶段。这些光子在伽玛射线暴的产生机制进行了讨论，并面临着这些爆炸的物理性质，他们的祖星和周围的介质的观察。在提出观测证据表明，一个强大的，准直的，射流以接近光速的速度在这些爆炸中产生后，我们描述了我们目前的理解有关的产生，加速和耗散的射流和比较这些属性与AGN和AGN相关的射流。我们讨论了越来越多的观测证据表明，长时间的伽玛暴产生时，大质量的恒星死亡，至少有一些短时间的爆发与老，大致太阳质量，紧凑的恒星。在这些爆炸中是否产生了黑洞或强磁化的快速旋转的中子星的问题也被讨论。我们提供了一个简短的总结，我们已经了解到的相对论性无碰撞冲击和粒子加速从伽玛暴余辉研究，并讨论了目前的理解的辐射机制在瞬发阶段。我们讨论了理论预测可能的高能中微子辐射的伽玛暴和目前的观测限制。最后，我们讨论了这些爆炸如何可能被用来研究宇宙学，例如恒星形成，金属富集，再电离历史，以及宇宙中第一批恒星和星系的形成。
2014-10-02 astro-ph.HE
Gravitational Wave Signatures of Ab Initio Two-Dimensional Core Collapse Supernova Explosion Models for 12-25 Solar Masses Stars
我们提出的引力波形计算从头算的二维核心坍缩超新星模型演化与奇美拉代码之间的12和25太阳质量的祖质量。所有模型都采用了逐射线近似下的多频中微子输运、最先进的弱相互作用物理、相对论输运修正（如中微子的引力红移）、具有相称相对论修正的二维流体力学、具有广义相对论修正的牛顿自引力和具有220 MeV压缩性的拉蒂默-斯韦斯蒂状态方程，从这个质量范围内最近的Woosley-Heger非旋转祖先开始。我们所有的模型都表现出强烈的爆炸。因此，我们的波形捕捉到了超新星发展的所有阶段：1）相对较短且较弱的提示信号，2）静止阶段，3）由于对流和SASI活动而产生的强信号，4）在原中子星上的活动吸积终止，以及5）缓慢增加并达到饱和值的尾部。傅立叶分解表明，我们预测的引力波信号应该可以通过AdvLIGO在这里考虑的祖先范围内观察到银河系事件。这些模型的基本局限性在于它们强加的轴对称性。进一步的进展将需要对应的三维模型，这一工作正在进行中。
2015-05-21 astro-ph.HE
Unifying the Zoo of Jet-Driven Stellar Explosions
我们提出了一套恒星爆炸引起的相对论射流从一个中央发动机坐在紧凑的，垂死的恒星中心的数值模拟。我们探讨了广泛的持续时间的中央发动机活动，两个候选恒星的祖先，和两个可能的值的总能量释放。我们发现，即使喷流被严格准直，它们与恒星的相互作用也会释放恒星物质，产生恒星爆炸。我们还发现，爆炸的结果可能会有很大的不同，这取决于发动机活动的持续时间。只有最持久的引擎才能成功地产生伽马射线暴。发动机只在短时间内为喷流提供动力，导致相对论性超新星爆炸，类似于观察到的发动机驱动的SNe，如SN2009bb。具有中等持续时间的引擎产生弱的伽马射线暴，其性质类似于附近的暴，如GRB 980425。最后，我们发现持续时间最短的引擎，如果它们存在于自然界中，产生恒星爆炸，缺乏相当数量的相对论喷出物，因此在动力学上与普通的核心坍缩超新星没有区别。
2012-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Radio Emission from Ultra-stripped Supernovae as Diagnostics for Properties of the Remnant Double Neutron Star Binaries
超剥离超新星（SN）是一颗氦星或C+O星的爆炸，其外层被伴星中子星剥离。据信，爆炸后会留下一个双中子星（DNS）双星，它将在合并后发射引力波。最近对超剥离SN的几个候选者的探测已经限制了爆炸和祖星的性质，但关于残留DNS双星是否会在宇宙年龄内合并的信息很少。预计通过双星相互作用从氦星剥离的大部分物质将逃离系统并形成星周物质（CSM）。CSM应通过与SN喷出物碰撞引起的无线电发射来追踪。基于已有的恒星演化模型，我们计算了超剥离SNe的射电光度。我们发现，在其最大的高射电光度可以是一个指标的DNS二进制小分离导致其合并的宇宙年龄。我们的结果可以用来优化无线电后续观测的策略，如观测历元和频率。
2020-06-11 astro-ph.HE
Stars Bisected by Relativistic Blades
本文通过高分辨率狭义相对论流体动力学模拟，研究毫秒磁星赤道风能否形成超相对论性 lamina 并破出恒星，给出了准直角、洛伦兹因子和能量条件。
2023-09-27 astro-ph.HE
Energy-conserving, Relativistic Corrections to Strong Shock Propagation
天体物理爆炸伴随着冲击波通过周围介质的传播。根据爆炸中所涉及的质量和能量，冲击波速度$V$可以是非相对论性的（$V \ll c$，其中$c$是光速），超相对论性的（$V \simeq c$）或适度相对论性的（$V \sim few\times 0.1c$）。虽然描述激波传播的流体方程的自相似、能量守恒的解在非相对论性（塞多夫-泰勒爆炸波）和超相对论性（布兰德福德-麦基爆炸波）区域中是已知的，但当流动只有轻度相对论性时，有限的光速违反了尺度不变性和自相似性。通过将相对论项作为流体方程的摄动处理，我们导出了强激波传播的非相对论Sedov-Taylor解的能量守恒修正$\mathcal{O}(V^2/c^2)$。我们表明，相对论性条款修改后的冲击流体的速度，密度，压力，和冲击速度本身，后者受到全球能量守恒的约束。我们推导出了一系列激波后绝热指数$γ$（我们将其设置为激波后气体的固定数）和环境幂律指数$n$的修正值，其中激波进入的环境介质$ρ_{\rm a}$的密度随着球形半径$r$的下降而下降，为$ρ_{\rm a} \propto r^{-n}$。对于Sedov-Taylor爆炸波，终止于接触不连续与发散密度，我们发现，有没有相对论修正的Sedov-Taylor解决方案，同时满足流体方程和能量守恒。这些解对相对论性超新星、伽玛射线暴中超相对论性速度向亚相对论性速度的转变以及其他高能现象…
2019-05-28 astro-ph.HE
Double explosions and jet formation in GRB-supernova progenitors
长伽玛暴的前身，以及一般的核心坍缩超新星，可能有两个独立的机制驱动外流：准各向同性中微子驱动的超新星爆炸，然后是由伽玛暴中心引擎、黑洞或磁星驱动的高度准直的相对论外流。我们考虑了GRB驱动的第二次爆炸通过由主超新星激波通过产生的膨胀包层传播的动力学。在中心核之外，在SN激波爆发产生的陡峭密度梯度区域，加速的次级准球形GRB激波变得不稳定，在某些条件下，当流动几乎完全沿着近似圆柱形的准直通道膨胀时，可能形成高度准直的射流，即“烟囱”。因此，弱非球形驱动和/或风腔的非球形初始条件可产生高度非球形的喷射流出。对于亮度恒定的GRB中央引擎，当包线ρ~ r^{-ω}中的密度梯度比ω>4陡时，会出现这种情况。
2010-09-03 astro-ph.HE
Long-term evolution of massive star explosions
我们研究模拟的核心坍缩超新星在球对称。我们的模型是基于广义相对论辐射流体力学与三味玻尔兹曼中微子输运。我们讨论了不同的超新星阶段，包括长期的演变开始爆炸后的20秒，在此期间的中微子通量和平均能量不断减少。此外，所有风味的光谱变得越来越相似，表明从带电电流主导到中性电流主导的变化。此外，最近几个独立的小组基于复杂的超新星模型已经表明，集体中微子味振荡在早期质量吸积主导的反弹后演化过程中受到抑制。在这里，我们专注于电子和非电子口味之间的集体风味翻转的可能性，在稍后，秒的顺序，爆炸后的发病演变与重元素的核合成的可能应用。
2012-01-03 astro-ph.HE
The central engine of GRB 130831A and the energy breakdown of a relativistic explosion
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最明亮的爆炸，但其能量来源的性质和物理特性还远未被理解。然而，通过研究这些事件的余辉，可以推断出非常重要的线索。本文介绍了Swift、Chandra、Skynet、RATIR、Maidanak、ISON、NOT、LT和GTC对GRB 130831A的光学和X射线观测结果。该爆发显示了在触发后$\simeq 10^5$ s处X射线光变曲线的急剧下降，具有$α\sim 6$的幂律衰减指数。这种罕见的行为不能用标准的前向激波（FS）模型来解释，并表明发射，直到在$10^5$ s的快速衰减，必须是“内部起源”，由超相对论流出内的耗散过程产生。我们提出，这种外流的来源，它必须产生的X射线流量$\simeq 1$天的宇宙学休息框架，是一个新诞生的磁星或黑洞。下落后，微弱的X射线余辉继续以更浅的衰减。另一方面，光发射在X射线急剧下降的过程中没有出现中断，并且X射线和光的后期衰减是一致的。使用X射线和光学数据，我们表明，$\simeq 10^5$ s后的发射可以很好地解释FS模型。我们模拟我们的数据，以获得喷出物的动能，从而测量的效率的中央引擎的伽玛射线暴与排放的内部起源可见很长一段时间。此外，我们将该伽玛暴的能量收支分解为瞬发辐射、后期内耗散和相对论喷出物的动能，并将其与超新星SN 2013 fu的能量进行了比较。
2015-09-30 astro-ph.HE
2D radiaition-hydrodynamic simulations of supernova shock breakout in bipolar explosions of a blue supergiant progenitor
发展了一个二维狭义相对论辐射流体动力学程序，并应用于蓝超巨星双极爆炸中超新星激波爆发的数值模拟。我们的计算成功地模拟了恒星中爆炸波的动力学演化及其从表面出现。球形能量沉积模型的结果与以前的模拟显示出良好的一致性。此外，我们计算了几个模型的双极能量沉积和比较他们的结果与球对称模型。用射线追迹法计算了冲击波爆发辐射的辐射热光变曲线。我们的辐射流体动力学模型表明，冲击波爆发发射的早期部分可以用来探测由于铁芯的引力坍缩而产生的爆炸波的几何形状。
2016-05-26 astro-ph.HE
Relativistic shock breakout from a stellar wind
我们建立了一个分析模型的爆发相对论辐射介导的冲击从恒星风，并利用它来计算观测诊断的爆发信号。该模型占光子逃逸通过有限的光学深度风，并把下游光子逃逸到无穷大的一部分作为一个绝热参数，在准稳态的方式演变。它表明，即使当一个大部分的下游光子逃逸，由于自我生成和调整的不透明度，通过加速对创建辐射介导的冲击。相对论性爆发发生在激波前风的总光学厚度为$\sim (m_e/m_p)Γ_{sh}$的半径处，只要局部激波洛伦兹因子$Γ_{sh}$在这个位置超过1。否则，突破发生在牛顿制度。在沃尔夫-拉叶星的高能球形爆炸（$10^{52}-10^{53}$ erg）中，或者在恒星外层的喷流沉积少量能量（$\sim 10^{51}$ erg）的情况下，预计会发生相对论性爆发。导出了在相对论爆发过程中观测到的辐射的性质。我们发现，对于典型的参数约$10^{48}$尔格辐射的形式MeV的伽马射线的持续时间，可以从几分之一秒到一个小时。这样的信号可以被目前的伽马射线卫星探测到10-100 Mpc。
2017-08-16 astro-ph.HE
Spectrum and Composition of Ultra-high Energy Cosmic Rays from Semi-relativistic Hypernovae
有人认为，在半相对论性喷出物中具有大量能量的超新星遗迹可以将中等质量或重核加速到超高能量，并在宇宙射线中提供足够的能量来解释观测到的通量。本文计算了这种半相对论性超新星的超高能宇宙射线的能谱和化学成分。由于其化学成分与超新星喷出物的化学成分相同，并且源处的宇宙射线光谱平坦或坚硬，因此在地球上观测到的传播宇宙射线的光谱和成分可以与皮埃尔·俄歇天文台的测量结果相一致。
2011-11-27 astro-ph.HE
The Final Fate of Supermassive $M \sim 5 \times 10^4 \; M_\odot$ Pop III Stars: Explosion or Collapse?
我们研究了在氦燃烧阶段由广义相对论不稳定性引起的超大质量（$5 \times 10^4 \;M_\odot$）III族恒星中超新星爆发的可能性。这种爆炸可能是在等熵核心早期收缩期间通过快速的氦燃烧而发生的。这样的爆炸将是可见的未来的望远镜，并可能破坏拟议的直接坍缩形成通道的早期宇宙超大质量黑洞。我们首先使用具有后牛顿近似的1D恒星演化代码模拟氢燃烧的恒星演化;在动力学崩溃点，我们切换到具有Misner-Sharpe度量的1D（广义相对论）流体力学代码。与以前的研究相反，我们在非旋转情况下没有发现爆炸，尽管我们的模型接近爆炸，但与以前的研究中的爆炸质量相似。当我们包括慢旋转时，我们发现一个爆炸模型，我们得出结论，可能存在其他爆炸模型，尽管它们可能很罕见。
2020-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Self-consistent scenario for jet and stellar explosion in collapsar: General relativistic magnetohydrodynamics simulation with dynamo
本文通过含发电机项的全广义相对论电阻磁流体力学模拟坍缩星，揭示了黑洞自旋放大磁场、建立整体极向磁场并驱动 Blandford-Znajek 喷流与恒星爆发的自洽过程，成功解释了长伽马射线暴与宽线 Ic 型超新星的关联。
2025-02-04 astro-ph.HE gr-qc
One possible solution of peculiar type Ia supernovae explosions caused by a charged white dwarf
最近的天体物理观测揭示了一些超亮Ia型超新星的存在。对这种奇特现象的一种自然解释是，这种超新星的前身必须是一颗质量非常超克拉塞卡的白矮星。沿着这条线，在本文中，我们提出了一个可能的机制来解释这一现象的基础上充电白矮星。特别地，通过选择合适的新变量和代表性的电荷分布，获得了解析解。对稳定性问题也进行了讨论，值得注意的是，带电白矮星位形是动态稳定的。此外，我们还研究了广义相对论效应，发现当带电白矮星的质量小于约$3M_\odot$时，广义相对论效应可以忽略不计。
2014-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Far-Ultraviolet to Near-Infrared Observations of SN 2023ixf: A high energy explosion engulfed in complex circumstellar material
本研究对近25年最近的富氢核心坍缩超新星SN 2023ixf开展远紫外到近红外的早期全波段观测，发现其被多层壳状致密星周物质包裹，揭示了爆炸前数十年的恒星质量损失历史。
2023-08-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effect of the Nuclear Equation of State on Relativistic-Turbulence Induced Core-Collapse Supernovae
核物质状态方程是核塌缩超新星演化的重要组成部分。在本文中，我们做了各种状态方程在文献中的调查，并分析它们的球形核心崩溃模型的效果，其中三维湍流的影响是由一个广义相对论的超新星湍流降维（STIR）公式模拟。我们表明，爆炸的可行性是很EOS依赖，它最好的相关性与早期的内部熵密度的原始中子星。我们检查，这一结果是不祖依赖，虽然低质量的祖细胞显示不同的爆炸性能，由于不同的崩溃前的核组成。在我们的一维湍流模型中，较大的中心熵也会引起更剧烈的原中子星对流，以及更宽的对流层。
2022-01-17 astro-ph.HE nucl-th
Strong Calcium Emission Indicates that the Ultraviolet-Flashing Type Ia SN 2019yvq was the Result of a Sub-Chandrasekhar Mass Double-Detonation Explosion
我们呈现了Ia型超新星（SN Ia）SN 2019 yvq的星云光谱，它在爆炸后有一个明亮的蓝色和紫外光的闪光，然后是类似于其他Ia型超新星的上升。虽然SN 2019 yvq显示出其他几个罕见的特征，例如在峰值亮度附近持续的高喷出物速度，但它并不特别特别，如果没有观察到早期的“过量”发射，它可能会被包含在宇宙学样本中。过剩通量可以用几种不同的物理模型来解释，这些模型与原始系统和爆炸机制的细节有关。每个人都有独特的预测光学薄发射在晚些时候。在我们的星云光谱中，我们检测到强烈的[Ca II] $λλ$ 7291，7324和Ca NIR三重态发射，与双爆轰爆炸一致。我们没有检测到H，He或[O I]的排放，预测一些单简并的祖系统和暴力的白矮星合并。上扫的H或He的量分别小于2.8 x 10^-4和2.4 x 10^-4 Msun。除了强烈的Ca辐射外，SN 2019 yvq星云光谱与典型的Ia型超新星相似，光变曲线形状相同。比较双爆轰模型，我们发现，钙排放是一致的模型与总祖质量为1.15 Msun。然而，我们注意到，较低的祖先质量更好地解释了早期的光变曲线和峰值亮度。SN 2019 yvq的独特性质表明，厚He壳层双爆轰仅占SN Ia总“正常”速率的$1.1^{+2.1}_{-1.1}\%$。SN 2019 yvq是迄今为止最好的例子之一，多个祖细胞通道似乎是复制“正常”SNe Ia的全…
2021-03-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Progenitor and Close-In Circumstellar Medium of Type II Supernova 2020fqv from High-Cadence Photometry and Ultra-Rapid UV Spectroscopy
本文介绍了超新星SN 2020 fqv的观测结果，它是一颗室女座星团II型核心坍缩超新星（CCSN），由凌日系外行星巡天卫星（TESS）提供的高时间分辨率光变曲线覆盖了爆发时间，由哈勃空间望远镜（HST）提供的紫外光谱从爆炸后3.3天开始观测，由地基光谱从爆炸后1.1天开始观测，由地球物理学家和天文学家提供的观测结果。以及广泛的光度观测。大质量恒星有着复杂的质量损失历史，导致它们以CCSNe的形式死亡，从而产生了与SNe相互作用的星周介质（CSM）。爆炸后最初几天的观测可以提供有关恒星演化后期质量损失率的重要信息。模型拟合SN 2020 fqv的准测辐射热光变曲线显示，CSM的约0.23 $M_{\odot}$被限制在距离其祖星约1450 $R_{\odot}$（$10^{14}$ cm）的范围内。来自HST和地面观测站的早期光谱（爆炸后<4天）显示了来自CSM外部光学薄部分的高电离金属物质的发射特征。我们发现，CSM是一致的喷发所造成的注入$\sim$ $5\times 10^{46}$尔格到恒星信封$\sim$爆炸前300天，可能从核燃烧不稳定的氧燃烧开始。光变曲线拟合、星云光谱学和爆炸前的\textit{HST}成像一致地指向一个红超巨星（RSG）的祖先，$M_{\rm ZAMS}$ $\approx$ $13.5$ -- $15 \, M_{\odot}$，是SN~II祖先…
2021-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
A New Multi-Dimensional General Relativistic Neutrino Hydrodynamics Code for Core-Collapse Supernovae IV. The Neutrino Signal
考虑到广义相对论的二维超新星爆炸模型，我们系统地分析了从核心坍缩和反弹到爆炸后阶段的中微子发射的性质。这些模型是用Vertex-CoCoNuT代码计算的，在逐射线近似下使用三种味道，能量依赖的中微子输运。我们的研究结果证实了电子反中微子和重轻子中微子的平均能量以及它们在吸积阶段的交叉非常相似，就像以前用最先进的中微子输运方法进行的一维和二维模拟所观察到的那样。我们建立了一个粗略的线性标度的电子反中微子的平均能量与原中子星（PNS）的质量，它持有的时间，以及为不同的祖先。PNS内部的对流对中微子发射的影响在10-20%的水平上，并且在爆炸开始之后持续的吸积防止了在人工爆炸的1D模型中看到的中微子光度的突然下降。我们证明，基于小波的时间-频率分析的SN中微子信号在冰立方将提供灵敏的诊断SN核心动力学至少~ 10 kpc的距离。强，窄带信号调制表明准周期性的冲击晃动运动，由于驻存吸积激波不稳定性（SASI），和频率的演变，这种“SASI中微子啁啾”揭示了冲击膨胀或收缩。爆发的开始伴随着调制频率低于40- 50 Hz的偏移，爆炸后，在小波频谱图中扩展的频率范围内的活动间隔将发出幕式吸积下行流的信号。
2014-06-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Thermal Neutrinos from the Explosion of a Minimum-Mass Neutron Star
本文计算了伴随最小质量中子星爆炸的热中微子辐射。在这种情况下，中微子的光度比超新星爆炸时的光度低大约五个数量级，而中微子带走的能量与爆炸能量相比也很低。我们还表明，通过中微子的能量损失并不妨碍信封加热和积累的冲击在其爆发和加速的外壳的外部部分的超相对论速度。
2023-01-22 astro-ph.HE hep-ph
Radio observations of a sample of broad-lined type Ic supernovae discovered by PTF/iPTF: A search for relativistic explosions
长持续时间的伽马射线暴是一种罕见的剥离包层核心坍缩超新星，发射准直相对论外流（喷流）。所有与伽玛射线暴相关的超新星在光谱上都是具有宽线的Ic型超新星，但是具有低光度伽玛射线暴的宽线Ic型超新星的比例仍然很大程度上不受约束。一些超新星应该伴随着离轴的$γ$射线爆发喷流，这些喷流最初是不可见的，但后来作为强射电源出现（当喷流减速时）。然而，喷流模型对伽马射线暴的这一重要预测还有待于观测验证。在这里，我们介绍K。G. Jansky超大型阵列对15颗Ic型宽线超新星的观测，由Palomar Transient Factory以非目标方式发现。在我们的样本中，大多数超新星都没有射电辐射，这在观测上与射电噪声大的相对论性超新星SN\，1998 bw相似。我们将1998 bw类宽线Ic型超新星的比例限制在<~ 41%（99.865%置信度）。我们样本中的大多数事件也排除了类似于GRB 031203和GRB 030329的离轴喷流，但我们不能排除在低密度风环境中扩展的离轴伽马射线暴。我们的样本中有三颗超新星在无线电中被探测到。PTF 11 qcj和PTF 14 dby显示了晚期的射电辐射，平均喷出速度为~（0.3-0.4）c，位于相对论超新星和“普通”超新星的分界线上。PTF 11 cmh射电喷射物的速度受到很差的限制。我们估计，在我们的样本中，<~ 85%（99.865%置信度）的宽线Ic型超新…
2016-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multi-D Simulations of Ultra-Stripped Supernovae to Shock Breakout
最近发现的许多双中子星系统及其作为LIGO-Virgo合并事件的检测要求详细了解它们的起源。在这方面，双星系统中的超剥离恒星的爆炸已被证明发挥了关键作用，并作为快速演变的无氢瞬变的潜在解释也引起了人们的兴趣。在这里，我们提出了第一次尝试，以模拟这样的爆炸的基础上，遵循质量转移到同伴，以获得一个一致的核心信封结构所需的可靠预测的超新星瞬变的二进制演化计算。我们模拟了2D和3D的爆炸，并证实了适度的爆炸能量~10^50erg和小的反冲速度在2D模型的基础上裸露的碳-氧核心报告。中子星的自旋上的不对称吸积是小的，在3D没有迹象表明自旋踢对齐。冲击波爆发的模拟表明，相当数量的铁族物质混合到氦包层中。鉴于最近的想法混合长度治疗（MLT）的瑞利-泰勒不稳定性的超新星，我们进行了详细的分析的混合，这揭示了浮力阻力平衡的证据，但在其他方面不支持MLT近似。这种混合可能会对未来需要研究的超剥离超新星的光谱特征产生影响。我们的恒星演化计算还预测了由于偏离中心的硅爆燃闪光导致的超新星前质量损失，这表明来自极度剥离的核心的超新星可能显示出与星周物质相互作用的迹象。
2018-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Eigenmodes in an ultra-relativistic ultra-magnetized pair QED-plasma
University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究超强磁场和相对论温度对超相对论电子-正电子等离子体（电荷中性及非中性）中正常等离子体模式的联合修正，发现等离子体频率截止降低导致相对论和场致透明，以及电磁波折射率的温度无关修正。
2026-06-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Physics of relativistic shocks
相对论性冲击通常被认为发生在剧烈的天体物理爆炸中。这些无碰撞冲击是由等离子体动力流不稳定性介导的，通常被称为韦伯不稳定性，它非常有效地“从头开始”产生强磁场。在这篇评论文章中，我们讨论了冲击微观物理，并提出了一个最近的模型，“预处理”的最初未磁化的上游地区通过宇宙射线驱动的韦伯型不稳定性。
2009-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Early evolution of spherical ejecta expanding into the circumstellar matter at ultra-relativistic speeds
我们提出了一个新的自相似解，描述了由同源膨胀的球形喷出物与星周物质碰撞产生的超相对论流的早期演化，其中激波在星周物质中传播，而弱间断以声速在喷出物中传播
2012-02-27 astro-ph.HE physics.flu-dyn
On origin and destruction of relativistic dust and its implication for ultrahigh energy cosmic rays
尘埃颗粒可以通过辐射压力、扩散激波和其他加速机制被加速到相对论速度。这种相对论性颗粒被认为是高能宇宙射线（UHECR）的初级粒子。在本文中，我们首先重新审视的问题，加速辐射压力和计算最大晶粒速度实现。我们发现，晶粒可以加速到相对论速度与洛伦兹因子$γ< 2$由强大的辐射源，这是低于早期的估计表明$γ$可以达到$\sim 10$。然后，我们调查不同的破坏机制相对论颗粒穿越各种环境。在太阳辐射中，我们发现热升华和库仑爆炸的破坏是重要的。我们还量化了由于离子和颗粒-颗粒碰撞的电子溅射造成的颗粒破坏。电子溅射被认为是相当低效的，而蒸发以下的颗粒-颗粒碰撞被证明是一个重要的机制，其中的$a \sim 0.01- 1μ$ m晶粒将被破坏后，清扫气柱$N_{Coul}\sim 5\times 10^{19}-5\times 10^{20}cm^{-2}$。星际介质和星系际介质中的相对论尘埃在穿过气柱$N_{Coul} \sim 10^{17}cm^{-2}$后会由于碰撞充电而发生库仑爆炸，除非颗粒物质很强。我们表明，光电发射的光学和紫外背景辐射也是重要的相对论尘埃的IGM的破坏。所获得的结果表明，来自星系的相对论尘埃在到达地球大气层之前就会被破坏，不太可能解释UHECR。
2015-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-relativistic oscillon collisions
本文研究了1+1维小振幅介子的超相对论碰撞。以介子的振幅和反相对论增强因子$γ^{-1}$为微扰变量，解析计算了碰撞后介子的首阶空间和时间相移以及振幅的变化.在前导阶，我们发现只有时间相移接收非零的贡献，碰撞是弹性的。这项工作也是理解超相对论碰撞（arXiv：1308.0606）的一般运动学框架的第一个应用程序的内在时间依赖孤子。
2014-10-20 astro-ph.HE hep-th nlin.PS
Ultra Relativistic Particle Collisions
本文给出了描述两个提升到超相对论能量的孤子迎头碰撞的爱因斯坦场方程的数值解。我们表明，第一次，在足够高的能量碰撞导致黑洞的形成，与箍猜想参数一致。这意味着孤子动能之间的非线性引力相互作用导致了引力坍缩，并证明了超普朗克尺度粒子碰撞中黑洞形成的论据是可靠的。
2010-07-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Lattice Boltzmann model for ultra-relativistic flows
我们发展了一个相对论格子Boltzmann模型，能够描述超高速下的相对论流体动力学，洛伦兹因子高达$γ\sim 10$。为此，我们首先建立了一个新的晶格动力学方案，通过扩展Maxwell-Jüttner分布函数在正交基的多项式和应用适当的求积，提供离散版本的相对论玻尔兹曼方程和平衡分布。为了实现超高的速度，我们包括一个通量限制器计划，并通过适当的扩展离散相对论玻尔兹曼方程引入体粘度。对粘性夸克-胶子等离子体中的激波进行了模拟，并与已有的模型进行了比较，结果表明该模型与已有的模型具有很好的一致性。据我们所知，我们第一次成功地模拟粘性激波在高度相对论性制度。此外，我们表明，我们的模型也可以用于近无粘流，即使在非常高的速度。最后，作为一个天体物理学的应用，我们模拟了一个相对论冲击波，产生的，比如说，超新星爆炸，碰撞一个巨大的星际云，例如分子气体。
2013-02-05 astro-ph.HE astro-ph.IM cond-mat.stat-mech
