Dependence of Particle Acceleration Efficiency on Shock Velocity in Weakly Magnetized Electron-Ion Shocks
Columbia University（哥伦比亚大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Flatiron Institute（平托研究所）
研究弱磁化准平行激波中粒子加速，利用二维粒子模拟，发现离子加速效率与激波速度关系及两种主导机制差异，电子加速效率强烈依赖激波速度，还探讨了结果在相关天文现象中的应用。
2026-07-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetized Accretion Disks with Outflows for Changing-look AGNs
本研究基于数值模拟探讨磁压主导吸积盘结合外流对CL-AGNs快速变异性的解释，发现其可显著缩短吸积时标，为观测现象提供理论支撑。
2023-09-08 astro-ph.HE
Standing shocks in magnetized advection accretion flows onto a rotating black hole
本文给出了旋转黑洞周围存在耗散时磁化平流吸积流的全局结构。通过考虑环形磁场对吸积流的穿透作用，并假设同步辐射机制是主要的冷却过程，我们得到了整体跨音速吸积解，这些解分别用粘性（$α_B$）、吸积率（${\dot m}$）和等离子体- $β$等耗散参数表示.在旋转磁化吸积流中，在黑洞附近区域产生离心势垒，触发流变量的不连续激波跃迁。显然，激波特性和激波后气流（下文称为激波后电晕（PSC））的动力学是由气流参数决定的。我们研究了耗散参数在驻波形成中的作用，发现无论是在气压主导的流动中还是在磁压主导的流动中，都存在整体激波吸积解。此外，我们还观察到，在快速旋转的黑洞周围也会继续形成驻波激波。我们确定的范围内的耗散参数，允许冲击吸积的解决方案，并发现，即使在存在高耗散极限的持续冲击继续形成，虽然冲击形成的可能性随着耗散的增加而减少。此外，我们计算临界吸积率（${\dot m}^{\rm cri}$），承认冲击和观察到存在的驻激波在磁占主导地位的吸积流时，吸积率一般位于亚爱丁顿域。最后，我们计算了可能从PSC逃逸的最大耗散能量，并指出其在天体物理背景下的可能含义。
2018-07-30 astro-ph.HE
A systematic study of the advection-dominated accretion flow for the origin of the X-ray emission in weakly magnetized low-level accreting neutron star
在观测上，低能级吸积中子星的X射线谱（$0.5-10$ keV）一般可以用热软X射线谱和幂律谱两个分量的模型很好地拟合。同时，幂律光度$η$（$η\equiv L^{\rm power\ law}_{\rm 0.5-10\rm keV}/L_{\rm 0.5-10\rm keV}$）的贡献分数随X射线光度$L_{\rm 0.5-10\rm keV}$而变化。在本文中，我们系统地研究了这种X射线发射的框架内的对流为主的吸积流（ADAF）的框架内弱磁化NS，其中的热软X射线分量来自表面的NS和幂律分量来自ADAF本身。我们测试的粘度参数$α$在ADAF和热化参数$f_{\rm th}$（描述的ADAF能量释放在NS的表面作为热发射的分数）的$η$与$L_{\rm 0.5-10\rm keV}$的关系的影响。发现对于不同的$α$和$f_{\rm th}=1$，$η$和$L_{\rm 0.5-10\rm keV}$几乎是一个常数（$\sim$为零），这与观测结果不一致。同时，发现$f_{\rm th}$的改变可显著改变$η$与$L_{\rm 0.5-10\rm keV}$的关系。通过与可能由低能级吸积控制的非脉动NS-LMXB样品的比较，发现需要一个小的$f_{\rm th} \lesssim 0.1$值来匹配$η$对$L_{\rm 0.5-10\rm keV}$图中的$η\gtrsim …
2019-12-12 astro-ph.HE
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
Strongly magnetized accretion discs require poloidal flux
受黑洞周围强磁化吸积盘的间接观测证据以及这种解的新理论性质的启发，我们研究了强磁化状态如何发展和持续。为此，我们进行本地模拟的吸积盘最初纯粹的环形磁场的均分强度。我们证明了零净垂直磁通量和现实的边界条件的磁盘不能维持一个强大的环向场。然而，一个磁压力主导的磁盘可以形成从一个初始配置与足够的净垂直通量和现实的边界条件。我们的研究结果表明，极向通量是强磁化吸积盘的可持续性的必要前提。
2016-05-18 astro-ph.HE
Super-Eddington accretion discs with advection and outflows around magnetized neutron stars
本文提出了一个磁化中子星周围的超爱丁顿吸积盘模型，该模型考虑了热的平流和风的质量损失。该模型是半解析的，并预测吸积盘的所有基本物理特性的径向轮廓。磁层半径被发现作为一个本征值的问题。当内盘处于辐射压力主导的状态，但没有达到当地的爱丁顿极限，平流是温和的，磁层的半径依赖于吸积率弱。一旦接近当地爱丁顿极限，磁盘成为平流为主，磁层半径与质量吸积率的标度是类似的经典阿尔芬关系。考虑到风中的质量损失会导致磁层半径的增加。我们的模型可以应用于大量的磁化中子星吸积接近或超过其爱丁顿极限：超亮X射线双星，Be/X射线双星爆发，和其他系统。在我们的模型中，我们讨论了迄今为止已知的最亮的超亮脉冲星NGC 5907~X-1和经历过非常亮的超爱丁顿爆发的Be/X射线双星NGC 300~ULX-1的观测性质。
2019-02-12 astro-ph.HE
The local stability of the magnetized advection-dominated discs with the radial viscous force
本文利用线性扰动分析方法研究了具有纯环形磁场和径向粘性力的对流占优光学厚（薄）盘和光学薄盘的局部稳定性。我们的色散关系表明，磁场和径向粘性力的存在不会引起任何新的不稳定模式。然而，我们发现，在超薄光盘的热模式的增长率和在超薄和光学薄光盘的声学模式的径向粘性力的影响显着。这种力倾向于强烈地降低在短波长极限处向外传播的声学模式（O模式）的增长率，但是它导致薄盘变得热更不稳定。我们发现，在径向粘性力的存在下，热模的增长率增加。当粘度参数较大时，这种增强更为显著。我们还发现，当考虑径向粘性力时，O模的增长率降低。热模和声模的增长率依赖于磁场。虽然在较强磁场的情况下，O模的不稳定性具有较高的增长率，但当磁场较强时，薄圆盘的热模可以被抑制。磁化圆盘的惯性声学不稳定性可以解释黑洞的准周期振荡（QPO）。
2018-02-26 astro-ph.GA 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
Non-thermal Gamma-ray Emission from Delayed Pair Breakdown in a Magnetized and Photon-rich Outflow
我们考虑延迟，体积加热的磁化流出，已打破了封闭介质，并扩大到高洛伦兹因子（$Γ\sim 10^2-10^3$）和低光学深度散射（$τ_{\rm T} \sim 10^{-3}-10^{-2}$）。崩落时的能流主要由磁场控制，准热伽马射线的贡献较小，其能谱在论文I中计算。我们专注于极端的重子耗尽的磁化材料的情况下，但允许一个单独的重子组件，是夹带从限制介质。耗散是由这两个分量之间的相对论运动驱动的，一旦光子密度下降到低于$ 4\times 10^3(Y_e/0.5)^{-1}$，这种相对论运动就会发展。我们首先计算出的磁化组件的加速度以下突破，嵌入式MHD湍流提供了显着的惯性，忽略这导致不切实际的高流量洛伦兹因子的估计。重新加热开始后，对和光子分布的演变自洽使用一个区域的动力学代码，结合了精确的治疗康普顿散射，对生产和湮灭，和库仑散射。加热导致电子对产生激增，散射深度在$τ_{\rm T} \sim$ 1-4处饱和。等离子体保持非常低的粒子与磁压的比率，并且可以支持带电粒子分布中的强各向异性，其中冷却由康普顿散射主导。通过改变热输入与准热光子中种子能量的比值，得到了光子指数在伽玛暴（$-3 < β< -3/2$）中观测范围内的高能幂律谱。我们对比我们的结果与那些持续加热的扩大光球，并表明，后者的模型产生的软硬演化是不一致的伽玛暴的观测。
2014-06-18 astro-ph.HE
Late-Time Evolution of Magnetized Disks in Tidal Disruption Events
The Hebrew University（希伯来大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
针对经典吸积盘模型中内部粘滞不稳定与TDEs晚期观测矛盾的问题，本研究提出磁场主导压力的时变1D α盘模型，发现其光变曲线遵循L_UV∝t^(-5/6)且可通过特定线性粘滞模型重现，还探讨了与QPEs的联系并估计ULTRASAT可探测数百个“化石”TDEs。
2025-11-11 astro-ph.HE
Hypercritical accretion onto a magnetized neutron star surface: a numerical approach
在核心坍缩的超新星中产生的新生中子星的性质会受到爆炸后几小时可能发生的后期回落的强烈影响。这种吸积发生在由中微子冷却主导的区域，Chevalier（1989）最初在这方面进行了探索。在这里，我们重新审视这种方法在一个一维球对称模型，并进行数值模拟，在二维的吸积柱到中子星考虑详细的微观物理，中微子冷却和磁场的存在下，在理想的MHD。我们比较我们的数值结果的解析解，并探讨如何纯流体动力学以及MHD的解决方案不同于他们，并开始探索这可能会影响外观的残余作为一个典型的射电脉冲星。
2010-06-15 astro-ph.HE
ULXs as magnetized sub-Eddington advective accretion flows around stellar mass black holes
超亮X射线源（ULX）是由中等质量的黑洞还是由恒星质量的黑洞吸积而成的，一直困扰着我们。在这里，我们建议，在存在大尺度强磁场和不可忽略的垂直运动，ULX的亮度，特别是在其硬态，可以解释与亚爱丁顿吸积恒星质量黑洞。在2.5维磁化平流吸积流的框架中，磁张力起着传输物质的作用（相当于通过湍流粘性的粘性剪切），我们既不需要调用一个中等质量的黑洞，也不需要超级爱丁顿吸积。我们的模型解释了NGC 1365 X1/X2、M82 X42.3+59、M99 X1等处于硬幂律支配态的源。
2019-08-27 astro-ph.HE
Standing Shocks in Magnetized Dissipative Accretion Flow around Black Holes
本文研究了在环形磁场作用下的Schwarzschild黑洞周围吸积流的全局结构。吸积流是光学薄和平流为主。同步辐射被认为是流中的主动冷却机制。由此得到了整体跨音速吸积解，并证明了旋转磁化吸积流中的离心势垒引起了流变量以激波形式的不连续跃迁。激波特性和激波后电晕的动力学特性受流场参数如粘性、冷却速率和磁场强度的影响。针对这些流动参数的冲击性能进行了研究。我们进一步表明，对于给定的一组边界参数在盘的外缘，吸积流周围的黑洞承认冲击时，流量参数被调谐为一个相当大的范围。
2017-12-19 astro-ph.HE
Recent Progress on Particle Acceleration and Reconnection Physics during Magnetic Reconnectionin the Magnetically-dominated Relativistic Regime
强磁化等离子体环境中的磁重联被认为是能量快速释放和粒子碰撞的主要过程。目前，人们对相对论性磁重联有着浓厚的兴趣，因为它可能为强磁化天体物理系统中的高能粒子加速和辐射提供新的解释。本文综述了磁主导区中粒子加速和重联物理的最新进展。更多的讨论集中在粒子加速，幂律形成以及重联率问题的物理。最后，对重联加速机制和动力学物理的下一步研究进行了展望。
2020-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
General Relativistic Simulations of Magnetized Plasmas around Merging Supermassive Black Holes
合并中的超大质量黑洞双星是由星系合并产生的，是空间引力观测站可以获得的最强大的引力波源。一些这样的合并可能发生在物质和磁场存在的情况下，因此产生电磁对应物。在这封信中，我们提出了第一个广义相对论模拟合并超大质量黑洞周围的磁化等离子体使用广义相对论磁流体动力学代码威士忌。通过考虑不同的磁场强度，从非磁为主的磁为主的制度，我们探讨了磁场如何影响等离子体的动力学和可能的电磁信号的发射。特别是，我们观察到，在双星系统的吸积作用下，磁场的总放大率约为2个数量级，这导致了更强的电磁信号，比在无力状态下进行的类似计算大10^4倍以上，在无力状态下，这种放大是不可能的。
2012-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Magnetized 1.5-dimensional advective accretion flows around black holes
我们解决的作用，大规模的磁应力的角动量输运，以及形成不同类型的磁势垒的几何厚，光学薄，垂直平均的1.5维对流吸积流周围的黑洞。外部产生的磁场被吸积过程从环境中捕获，比如伴星或星际介质。这个领域成为动态主导附近的事件视界的黑洞由于连续平流的磁通量。在这种磁主导的吸积流中，吸积物质要么减速，要么在黑洞附近面临磁垒，这取决于磁场的几何形状。我们发现，积累的强极向场与一定的环向场的几何形状有助于磁垒的形成，这可能会敲物质到无穷大。当物质在被屏障击倒后试图回到无限大时，在某些情况下，由于强磁张力和引力的累积作用，因此另一个磁屏障阻止了它的逃逸。我们认为，这种流动可能是形成幕式喷流的原因，其中磁场可以将物质锁定在这两个屏障之间。我们还发现，对于环形主导盘，吸积物质旋转非常快，并减速向中央黑洞。
2019-08-27 astro-ph.HE
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
GeV Emission from Collisional Magnetized Gamma Ray Bursts
磁场可能在伽马射线暴中起主导作用，费米卫星最近的观测表明，GeV辐射在被探测到时，到达时间比MeV分量的开始时间晚几秒钟。受此启发，我们讨论了一个磁主导的喷流模型，磁耗散和核碰撞都很重要。我们发现，对于典型的观测到的爆发的参数，这样一个模型涉及一个现实的射流结构可以重现的MeV和一个单独的GeV辐射组件，包括两者之间的时间延迟的一般功能。该模型还预测了一个多GeV的中微子组件。
2011-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Strongly magnetized accretion disks: structure and accretion from global magnetohydrodynamic simulations
我们使用全球磁流体动力学模拟研究的影响，净垂直磁场的几何薄（$H/r \approx 0.05$）吸积盘的结构在牛顿极限。我们考虑初始中平面气体磁压比$β_0 = 1000,\, 300$和$100$，跨越弱和强磁化吸积制度之间的过渡。我们发现，磁压力是重要的磁盘的垂直结构在所有三种情况下，吸积发生在$z/R\approx 0.2$在两个最强磁化模型。盘的中平面显示出外流而不是吸积。通过表面层的吸积主要由相干大尺度磁场引起的应力而不是湍流应力驱动。从我们的模拟测得的等效粘度参数显示出类似的依赖于初始$β_0$剪切盒模拟中看到的，虽然磁盘中平面是不是磁压力占主导地位，即使是最强的磁场的情况下。风是存在的，但不是磁盘演化的主导驱动力。在我们的模拟（有限）的持续时间，我们发现的证据表明，净通量达到准稳态的水平，可以稳定地保持一个强磁化磁盘。我们认为，几何薄的吸积盘在观测系统中可能普遍存在于一个磁“提升”的状态，其特征在于非零，但适度的垂直磁通量，磁盘现象的X射线双星（XRB）和活动星系核（AGN）的潜在重要影响。
2020-01-21 astro-ph.HE
Structure of Advection-Dominated Accretion Disks with Outflows: Role of Toroidal Magnetic Field
本文的主要目的是研究在粘性和磁场分别引起的湍流粘性和扩散的情况下，环形磁场对平流主导吸积流（ADAF）结构的影响。利用径向自相似假设求解热吸积盘的磁流体动力学方程。我们使用球坐标$ (r, θ, φ) $来求解我们的方程。我们考虑了磁场的环向分量，并给出了速度场$ \mathbf{v}\equiv (v_{r}, v_θ, v_φ) $的三个分量。我们减少了方程组的一组微分方程$ θ$和应用对称边界条件在赤道平面的磁盘。结果表明，在一定的倾角$ θ_{0} $下，径向速度为正值的流出区总是存在的。结果表明，磁场越强，$ θ_{0} $的倾角越小。这意味着与非磁化磁盘相比，磁化磁盘更薄。根据\citealt{jw}的工作，我们可以定义三个区域。第一个区域称为流入区，从圆盘中平面开始到一定倾角$ θ_0 $，其中$ v_{r}(θ_{0}) = 0 $。在这个区域，速度为负值，吸积物质向中心物体移动。流出区域，其中$ v_{r}(θ) > 0 $，被放置在$ θ_{0} $和盘表面$ θ_{0} < θ< θ_{s} $之间。在这个区域，吸积流远离中心物体。第三个区域位于圆盘表面和极轴之间，称为风区。
2013-10-22 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
Radiative MHD Simulations of Photon Bubbles in Radiation-Supported Magnetized Atmospheres of Neutron Stars with Isotropic Thomson Scattering
在X射线源和脉动超铝X射线源中，磁化的、辐射压主导的中子星吸积柱的结构和动力学的一个主要不确定性是它们被认为是光子泡不稳定性的产物。我们提出的二维辐射相对论磁流体动力学模拟的非吸积，静态大气的研究假设各向同性汤姆逊散射在慢扩散制度，这是相关的中子星吸积柱的发展这种不稳定性的结果。光子气泡通常朝向较短波长生长得更快，直到在辐射粘度长度尺度处实现最大生长速率，该辐射粘度长度尺度通常相当小并且需要高数值分辨率来模拟。我们详细证实了我们的模拟结果和线性理论之间的一致性，并表明，非线性演化不可避免地导致大气的崩溃与高分辨率的模拟崩溃更快，由于存在较短的长度尺度的非线性结构。至少在具有水平周期性边界条件的静态大气中，这种分辨率依赖性可能使中子星吸积柱中光子泡不稳定性的非线性动力学模拟具有挑战性。这些困难是否会持续下去还有待观察，包括吸积流通过顶部和磁限制的水平边界，通过光子可以逃脱。我们的研究结果为今后的工作奠定了基础。
2021-10-06 astro-ph.HE
Launching proton-dominated jets from accreting Kerr black holes: the case of M87
本文提出了一个关于吸积黑洞系统低质量喷流形成和加速的广义相对论模型。该模型是基于以前的数值结果和理论研究的牛顿制度，但修改，包括时空曲率的影响附近的事件视界的旋转黑洞。认为开普勒吸积盘与事件视界之间的边界层最适合于活动星系核和微类星体中吸积动力喷流的形成和加速。该模型基于匹配三个不同区域的解决方案：i-在外部的弱磁化开普勒吸积盘，其中角动量的传输通过磁旋转不稳定性介导，ii-在外部冷吸积盘和事件视界之间的强磁化的、对流主导的和无粘性的边界层（BL），其中等离子体旋转亚开普勒和iii-BL和上覆电晕之间的过渡区（TZ），其中电子和质子是热解耦的、高度耗散的并且旋转超开普勒。我们的模型预测的洛伦兹因子和BH的自旋参数之间的已知的相关性。结果还表明，随着自旋参数的增加，重子流入TZ的BL有效面收缩，这意味着低质量的喷流很可能来自Kerr黑洞周围.将我们的模型应用于椭圆星系M87中的喷流时，我们发现自旋参数在0.99 - 0.998的范围内，过渡半径约为30个引力半径，质量吸积率的0.05 - 0.1的分数进入TZ，其中等离子体加速其向外定向的运动以在过渡半径处达到2.5 - 5.0的洛伦兹因子。
2011-06-08 astro-ph.HE
Collapse of Magnetized White Dwarfs as site of Heavy Element Formation and Kilonova Signal
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
通过二维广义相对论中微子磁流体动力学模拟，发现强磁场使磁化白矮星吸积诱导坍缩喷射出约0.2太阳质量的中子-rich物质，实现强r-过程核合成至第三峰以上，产生富含镧系元素的千新星，并与AT 2023vfi/GRB 230307A观测吻合。
2026-06-08 astro-ph.HE nucl-th
Multi-GeV Neutrino Emission from Magnetized Gamma Ray Bursts
基于最近的观测和理论发展，我们在磁主导的伽马射线暴碰撞模型中研究了预期的中微子发射率。结果表明，显着的多GeV中微子通量预计模型参数值是典型的电磁检测到的爆发。我们发现，在冰立方和它的深地核子阵列检测至少一个μ介子事件，一个单一的爆发必须接近高端的光度函数和红移$z\lesssim 0.2$。我们还计算了亮度和距离范围，可以产生$0.01-1$ μ子事件每伽玛射线暴在相同的检测器，这可能是感兴趣的，如果同时检测到电磁，或如果测量与未来扩展的Icecube或其他中微子检测器具有更大的有效体积和更好的灵敏度。
2012-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Magnetically Torqued Neutrino-Dominated Accretion Flows for Gamma-ray Bursts
最近对伽马射线暴（GRB）的观测和理论研究支持Kerr黑洞（BH）被磁化中微子吸积流（Ne）包围的中心引擎模型。黑洞与盘之间通过大尺度闭合磁场的磁耦合作用对盘施加转矩，并将转动能从黑洞传递到盘。我们研究了具有这种磁矩的仙女座的性质。对于快速旋转的BH，磁力矩将巨大的旋转能量从BH转移到内盘。有两个后果：（i）中微子湮灭的亮度大大增强，（ii）盘的内部区域变得热不稳定和粘滞不稳定，表面密度与吸积率呈S形。事实证明，磁力扭转的仙女座可以用来解释伽马射线光度的变化。此外，我们还讨论了重新启动中央发动机以产生所需能量的X射线耀斑的可能性。
2009-06-09 astro-ph.HE
Thermal Conduction and Thermal-Driven Winds in Magnetized Viscous Accretion Disk Dynamics
本研究构建含饱和热传导与热驱动风的旋转黑洞磁化吸积流自洽稳态模型，找到跨声速含激波的全局解，发现相关参数显著影响激波位置与参数空间，可解释黑洞爆发下降阶段的QPO频率演化特征。
2025-01-17 astro-ph.HE
Radiation Spectrum of a Magnetized Supercritical Accretion Disc with Thermal Conduction
本文研究了热传导对超临界热磁化流观测性质的影响。当热传导起重要作用时，得到了磁化圆盘的自相似解。在我们的第一篇论文（Ghasemnezhad et al. 2012（以下简称GKA 12））之后，我们扩展了我们对圆盘观测外观的解决方案，以显示物理条件（如热传导，粘度和平流）如何改变圆盘的观测光度，绘制了此类圆盘的连续光谱和表面温度。我们应用本模型的黑洞X射线双星LMC X-3和窄线塞弗特1星系，这是假设下的临界吸积率。结果表明，表面温度与热传导、磁场和平流参数密切相关。然而，我们看到，热传导的行为，以反对温度梯度，因为我们预期和观察到的光度的光盘将减少时，热传导是高的。我们已经证明，在这个模型中，临界吸积流的谱强烈依赖于倾角。
2013-04-24 astro-ph.HE
Self-similar structure of ultra-relativistic magnetized termination shocks and the role of reconnection in long-lasting GRB ouflows
本文研究了磁化风与磁化外介质相互作用产生的超相对论流的双激波结构。接触不连续（CD）是流动中的一个特殊点-密度、动压和磁场在CD上经历跳跃或非解析。为了动态连接外部区域（前向激波流）和内部区域（反向激波流），需要解决接触间断处的流动奇点。在CD上，压力仅通过两侧的磁场传递-CD变成阿尔芬切向不连续。因此，动态放大的磁场导致形成一个狭窄的磁鞘。我们讨论了一种可能性，即粒子发射早期的$X$ -射线余辉，以及费米GeV光子，加速通过磁重联过程中的后反向冲击区，特别是在磁鞘。
2017-05-02 astro-ph.HE
Numerical and analytical solutions of Neutrino-Dominated Accretion Flows with a Non-Zero Torque Boundary Condition and its applications in Gamma-ray Bursts
被中微子吸积流包围的恒星质量黑洞（BH）是伽马射线暴（GRB）的中心发动机，这一点已在许多研究中讨论过。人们普遍认为，仙女座无法释放足够的能量来产生明亮的伽玛暴。然而，这些工作都是基于“无转矩”边界条件的假设，这是无效的，当磁盘磁化。在本文中，我们提出了非零边界应力的NDAF的数值和解析解，并重新检查他们的属性。我们发现，具有这种边界力矩的NARVE可以解释明亮的短伽玛暴、高能长伽玛暴和超长伽玛暴。盘变得粘滞不稳定，这使得解释伽玛暴瞬发辐射的可变性和早期X射线余辉中的陡峭衰变相成为可能。最后，我们研究了一个BH-NINESTs辐射的引力波。我们发现边界力矩对引力波强度的影响可以忽略。
2016-09-29 astro-ph.HE
The role of currents distribution in general relativistic equilibria of magnetized neutron stars
磁场在中子星的现象学中起着至关重要的作用。实际上没有一个可观察的方面不受它们的支配。尽管如此，直到最近才努力在正确的广义相对论范围内模拟磁场，这是这些紧凑物体的特征。在这项工作中，我们提出，第一次全面和详细的参数研究，在广义相对论中，电流分布的作用，以及相关的磁场结构，在确定中子星的精确结构。特别是，我们展示了如何本地化的电流的存在下，可以修改在恒星表面的磁场强度，我们期待的一般趋势，无论是在充满活力的属性，和磁场配置。在这里，我们验证，除其他事项外，对于一大类不同的电流分布所产生的磁配置总是占主导地位的极向分量的电流。
2014-12-17 astro-ph.HE gr-qc
A 2.5-dimensional viscous, resistive, advective magnetized accretion-outflow coupling in black hole systems: A higher order polynomial approximation. I
黑洞（BH）周围的吸积和流出的相关和耦合动力学基本上是由基本的守恒定律所支配的，因为流出从吸积区域提取物质、动量和能量。在这里，我们分析了一个强大的形式的2.5维粘性，电阻，对流磁化吸积流出耦合BH系统，在平均场磁流体动力学（MHD）制度。我们解决了完整的耦合MHD守恒方程组自洽，通过调用一个广义的多项式展开在二维。我们进行了一个临界分析的吸积流出区域，并提供了一个完整的准解析解的平流家庭。我们得到的物理合理的外流解决方案在高湍流粘度参数$α\, (\ge 0.3)$，并在一个减少的标度高度，磁应力压缩或挤压的流动区域。我们发现大尺度极向磁场$\bar B_P$的值随着吸积流几何厚度的增加而增强。另一方面，差动磁转矩（$-r^2 \bar B_φ \bar B_z$）随着$\dot M$的增加而增加。随着$α$值的增加，$\bar B_P$、$-r^2 \bar B_φ \bar B_z$以及等离子体β $β_P$得到强烈增强，增强了垂直通量向外的输送。我们的解表明，在中等平流模式中，磁离心加速在径向吸积流中可能起主导作用，而在强平流模式中，热压力梯度可能在等离子体的垂直输运中起更大的作用。
2016-11-08 astro-ph.HE
High sigma model of pulsar wind nebulae
脉冲星和长伽马射线暴的中心引擎-脉冲星-可能产生在稠密环境（星际介质或恒星材料）中膨胀的高度磁化（坡印廷通量主导）外流。对于某些注入条件，风的磁通量不能容纳在腔内。在这种情况下，理想（非耗散）MHD模型，类似于Kennel和Coroniti（1984）的蟹状星云模型，崩溃（所谓的sigma问题）。这通常意味着风应该在比空腔尺寸小得多的尺度上成为粒子主导的。然后，风被流体型（低磁化）反向冲击减慢。最近的费米结果表明，蟹状星云的同步辐射光谱远远超出了最有效的辐射反应限制加速的上限，与低σ反向冲击的存在相矛盾。我们提出了另一种可能性，即多余的磁通量在两个区域的重联过程中被破坏：旋转轴附近和赤道附近。我们构造了一个这样的高度磁化的风有两个不同的重联区域的例子，并建议这些重联城市被观察到的环面和喷流在脉冲星风星云。该模型再现，定性，观察到的蟹状星云的形态。在星云的某些部分，耗散发生在相对论运动的风中，减轻了对加速率的要求。
2009-11-02 astro-ph.HE
On the Decay of Strong Magnetization in Global Disc Simulations with Toroidal Fields
吸积盘中的强磁化可以解决一些与低质量X射线双星的稳定性和状态转换有关的悬而未决的问题。然而，目前还不清楚真正的磁盘是如何被强烈磁化的，即使它们被磁化了，它们是否能保持这种状态。在本文中，我们通过一对全球光盘模拟解决后一个问题。在这里，我们只考虑的情况下，最初纯环形磁场完全包含在一个紧凑的环面。我们发现，在只有几十个轨道周期，磁化的最初强磁化的磁盘，$P_\mathrm{mag}/P_\mathrm{gas} \ge 10$，下降到$\lesssim 0.1$，类似的稳态值达到最初弱磁化磁盘。这与最近的剪切盒模拟与最初的强环向场，强磁化的环向场不能局部自持的强有力的结论是一致的。这些结果似乎离开净极向通量或扩展的径向场作为建立强磁化盘的唯一途径，排除了热塌缩的情况。
2017-01-27 astro-ph.HE
Cyclotron line formation in the magnetized atmospheres of compact stars: I. The transfer equations for polarized radiation
我们发现的形式的传输方程的偏振回旋辐射的大气中的紧凑型恒星，这是足够简单，允许实际实施，仍然保留所有重要的物理效应。我们考虑了回旋加速器线内辐射的频率重新分布以及相对论和量子电动力学效应。我们的分析是有效的磁场高达$10^{13}$ G和温度远低于500 keV。我们提出并比较了两种形式的辐射传递方程。第一种形式适用于中等磁场强度的致密星，典型中子星的磁场强度可达$10^{11}$ G，磁性白矮星的磁场强度可达$10^9$ G。第二种形式，斯托克斯参数，是更复杂的，但适用于即使线性模式耦合发生在散射为主的大气中的某个地方。分析磁化等离子体的色散特性{在后一种情况下，我们描述了线性模式耦合是可能的和必要的参数范围。
2016-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
FSRQ/BL Lac dichotomy as the magnetized advective accretion process around black holes: a unified classification of blazars
对$Fermi$ blazar的观测表明，在$γ$射线光度和光谱指数之间有很强的相关性。BL Lac天体比平谱射电类星体（FSRQ）的光谱更硬，亮度更低。有趣的是，FSRQs明显表现出开普勒圆盘分量以及强大的喷流。我们计算喷流的本征亮度由不同的冷却机制所决定的光束修正。观测到的$γ$ -射线光度和光谱测量的宽发射线建议的吸积盘光度与喷流内禀光度的相关性。此外，这些喷流源的理论和观测推断表明热平流吸积流和动态主导磁场在喷流足迹的签名。事实上，很难想象强大的喷流从几何上薄的开普勒圆盘发射。我们提出了一个磁化，对流盘流出共生显式冷却，以解决一个统一的分类blazars通过控制质量吸积率和磁场强度。大尺度强磁场影响吸积动力学，从下落物质中去除角动量，有助于形成强流出/喷流，同时导致同步辐射。我们认为BL Lac在喷流足迹处比FSRQs更薄，并且磁性占主导地位，以解释其固有的$γ$射线光度。
2019-04-11 astro-ph.HE gr-qc
Rapid, strongly magnetized accretion in the zero-net-vertical-flux shearing box
本文发现零净垂直磁通剪切盒存在两种湍流态，重点研究由强方位角磁场触发的低β态，该态具有强磁化中平面和高效角动量传输，可解释观测与理论矛盾及天体状态转变。
2025-04-14 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Suppression of luminosity and mass-radius relation of highly magnetized white dwarfs
我们探讨了磁化白矮星的光度L及其对质量-半径关系的影响。我们自洽地得到了电子简并气体为主的内核和外部的理想气体的表面层或信封之间的界面，通过将整个模型白矮星的气体成分。这是通过求解牛顿框架中的静磁平衡、光子扩散和质量守恒方程组，针对不同的光度和磁场组而获得的。我们适当地使用磁性不透明度，而不是克莱默的不透明度，在需要的地方。我们证明，如果界面内的温度保持不变，即使在高光度到大约10^{-2}太阳光度，但没有磁场，仍然保持了Sirrasekhar极限。然而，大半径的白矮星的质量会增加，这是光子扩散的结果。然而，在中心强度约为10^{14} G的强磁场的存在下，即使界面内的温度保持不变，也会得到质量约为1.9个太阳质量的超级白矮星白矮星。最有趣的是，即使小半径磁性白矮星的光度降低到太阳光度的10^{-20}倍左右，它们仍然是超白矮星。然而，在相同的质量-半径关系中，它们的大半径对应物在低L时与Eschrasekhar的结果合并。因此，我们认为，高磁化，低亮度的超白矮星质量白矮星的可能性，由于他们的微弱，实际上可以隐藏。
2020-06-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cyclotron Resonance in Strongly Magnetized Plasmas and Gamma Ray Burst
基于集体等离子体脉泽不稳定性，提出了强磁化等离子体中γ射线和硬x射线爆发的一种可能的设想。与此情景相关的物理参数进行了估计。这种方案的吸引力的特点，在传统的回旋辐射理论进行了讨论。
2012-11-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A simple model of globally magnetized accretion discs
提出一种受净垂直磁通量穿过的吸积盘准局部解析模型，通过计算大尺度磁场平衡，发现大尺度磁应力主导内流并决定盘结构与演化，解释了磁抬升盘等现象及磁滞留盘（MADs）的形成。
2024-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetized tori around a uniformly accelerating black hole
本文将相对论厚吸积盘模型推广到自旋带电加速黑洞的C-度量背景，研究其性质与参数依赖，并表明该背景可通过吸积盘观测特征与Kerr时空区分。
2022-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Viscous torque in turbulent magnetized AGN accretion disks and its effects on EMRI's gravitational waves
本研究通过GRMHD模拟磁化吸积盘，量化黏滞力矩，并评估其对极端质量比旋进引力波相位的影响，为未来LISA探测提供理论依据。
2024-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Magnetic Field Amplification and Particle Acceleration in Weakly Magnetized Trans-relativistic Electron-ion Shocks
Columbia University（哥伦比亚大学）；The University of Tokyo（东京大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Flatiron Institute（平托研究所）
研究弱磁化跨相对论电子-离子冲击中磁场放大与粒子加速机制，发现不同不稳定性主导下非热离子和电子的加速效率及能量标度差异。
2026-02-06 astro-ph.HE physics.plasm-ph
2-D MHD Configurations for Accretion Disks Around Magnetized Stars
讨论了磁化致密天体周围稳定吸积盘形态的基本特征。比较了基于粘阻MHD的吸积标准模型与由极低电阻率触发的等离子体不稳定性，如气球模式。
2009-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic Field-Line Curvature and Its Role in Particle Acceleration by Magnetically Dominated Turbulence
University of Florida（佛罗里达大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
该研究通过全动力学粒子模拟，分析磁主导湍流等离子体中磁场线曲率的统计特性及其与粒子加速的关联，发现曲率漂移加速是磁化湍流向非热粒子转移能量的主要途径。
2025-11-12 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Recollimation Shocks in Magnetized Relativistic Jets
我们对圆柱形非平衡超压相对论射流进行了二维特殊相对论磁流体动力学模拟。在射流与周围介质的界面处激发的激波和稀疏波的非线性相互作用，沿射流产生多个定常的准定常激波和稀疏结构。虽然最初的射流是运动学为主，我们已经考虑了轴向，环形和螺旋磁场，研究不同的磁场拓扑结构和强度的影响上的reclimation结构。我们发现，轴向场引入了更大的有效气体压力，导致更强的准定激波和稀薄，导致更大的流动变化。喷流助推力与初始磁场成二次方增长。另一方面，一个环形场导致较弱的再准直冲击和稀疏，修改后的第一次再准直稀疏和冲击射流结构显着。喷气推进系统地减小。相反，对于螺旋场，行为取决于磁节距，其现象范围介于轴向和环形磁场之间。然而，一般来说，螺旋形磁场产生更复杂的冲击和稀疏的子结构，靠近入口，显着修改射流结构。由不同的场结构和强度引起的激波结构的差异，可能对通过定常复准激波传播的扰动产生可观察的后果。
2015-06-19 astro-ph.HE gr-qc
On Lorentz Variability of Magnetically Dominated Relativistic Outflows
Evgeni Kharadze Georgian National Astrophysical Observatory（叶夫根尼·哈拉泽格鲁吉亚国家天文台）
该研究揭示了磁主导相对论喷流中洛伦兹变换导致的磁场视差效应，通过准周期调制展示时间变异性起源，并提出磁洛伦兹地震学作为推断磁场结构的新方法。
2026-08-28 astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
Multi-Phase Thermal Structure & The Origin of the Broad-Line Region, Torus, and Corona in Magnetically-Dominated Accretion Disks
California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过磁主导吸积盘模型揭示了尘埃环、宽线区及日冕等天体物理现象的热结构起源。
2025-05-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutrino-antineutrino synchrotron emission from magnetized dense quark matter
基于Kadanoff-Baym形式体系研究致密星中强磁化夸克物质的中微子-反中微子同步辐射，发现该辐射被朗道能级量子化指数抑制，较直接Urca过程低3个数量级，对夸克星冷却无实质性作用。
2025-08-10 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
