Existence of steady gap solutions in rotating black hole magnetospheres
在某些种类的紧凑天体物理系统的普遍条件下，旋转黑洞的活动磁层变得电荷匮乏，从而导致形成火花隙，在火花隙中不断产生等离子体。等离子体产生过程伴随着GeV-TeV波段的伽马射线的弯曲和逆康普顿发射，这可能是通过当前和未来的实验检测到的。最近，人们利用局域稳定能隙的完全广义相对论模型研究了能隙发射的性质。然而，这个模型需要人工调整电流，而电流实际上是由磁层的全球特性决定的。在本文中，我们映射的参数制度中存在的稳定间隙的解决方案，使用一个稳定状态的间隙模型在克尔几何，并表明，这种解决方案只允许在限制性条件下，可能不适用于大多数天体物理系统。我们进一步认为，即使是允许的解决方案是不一致的全球磁层结构。我们的结论是，磁层间隙本质上是间歇性的，并指出，这可能会大大改变其发射特性。
2017-12-11 astro-ph.HE
Stochastic acceleration in arbitrary astrophysical environments
本文首次给出含连续与突变动量变化的各向同性稳态动量扩散方程的半解析解，证明堆积凸起是随机加速的普遍特征，并强调简化幂律近似的不足。
2024-11-22 astro-ph.HE
Radiation from matter entrainment in astrophysical jets: the AGN case
喷流存在于各种天体物理来源中，从年轻的恒星到活动星系核。在所有情况下，射流以超音速传播通过外部介质，该外部介质可以是不均匀的，并且不均匀性可以渗透到射流中。射流物质与障碍物的相互作用在射流中产生弓形激波，其中粒子可以被加速到相对论能量并发射高能光子。在这项工作中，我们探讨了活动星系核的情况下，专注于在不同的喷流高度的相互作用的动力学和辐射的后果。我们发现产生的高能辐射可以被目前的伽马射线望远镜探测到。一般来说，喷流-团簇相互作用是许多存在喷流的天体物理源产生（稳定或闪耀）高能辐射的可能机制。
2010-12-04 astro-ph.HE
On the Rates of Steady, Quasi-steady and Impulsive Magnetic Reconnection
磁重联（MR）被认为是天体物理等离子体中粒子碰撞的主要来源。在过去，MR的分析通常假设静磁条件，即$\partial_t = 0$。我们表明，在Sweet-Parker-Petschek框架下，稳态是一个过度约束，是无法实现的。另一方面，定义为$\partial_t \mathbf{E} = 0$而不是$\partial_t \mathbf{B} \neq 0$或等价地$\partial_t\mathbf{j}\neq 0$的准稳态更好地描述了无湍流的MR的渐近行为。准稳态磁流变的磁流变率的上限是$\sim 1/3\sqrt{3} \sim 0.19$。该限值不适用于脉冲或湍流MR，其中包括$\partial_t\mathbf{B} \neq 0$和$\partial_t\mathbf{E} \neq 0$。在脉冲MR中，根据湍流的状态，速率可以高于或低于0.19。我们的结果可以解释太阳耀斑MR率观测的明显差异。该分析与质量比无关，因此结果适用于对等离子体。
2018-08-07 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The IceCube Neutrino Observatory I: Point Source Searches
天体物理学中微子点源和相关测量的研究：稳定和时变源的研究;后续方案;活动星系核;伽玛暴;月球阴影;向第32届国际宇宙射线会议提交论文，北京，2011年。
2011-11-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Irradiation of Astrophysical Objects - SED and Flux Effects on Thermally Driven Winds
本文发展了一种自洽计算天体在任意强度和谱能量分布的辐射场作用下流体动力学的一般方法。使用XSTAR光电离代码，我们计算加热和冷却速率作为气体光电离参数和温度的函数的几个例子的SEDs：韧致辐射，黑体，硬和软状态XRB，1型和2型活动星系核。作为我们方法的一个应用，我们使用Athena++程序研究了由均匀辐射场加热的一维球形风的流体动力学。我们发现，在所有的情况下，探索风解决到一个跨音速，稳定的状态。风沿着辐射加热平衡曲线发展，直到绝热冷却效应变得重要，气流偏离辐射平衡。如果流被非常快速地加热，例如在热不稳定状态下，则相应的气体柱密度低。也许我们工作中最有趣的结果之一是当有两个热不稳定区域并且通量相对较高时，会发生风的两阶段加速。辐射场将能量传递给风的效率取决于外部源的SED，特别是软X射线的相对通量。这些结果表明，详细的光电离计算是必不可少的，不仅要预测光谱，而且要正确地捕捉流动动力学。
2017-02-03 astro-ph.HE
Nonradial and nonpolytropic astrophysical outflows. XI. Simulations of the circumstellar environment of RY Tau
上下文最近的观测证据表明，RY Tau可能存在两个不同的流出阶段，一个是静止的，一个是更活跃的。我们试图模拟这种现象。目的。我们已经进行了新的2.5D磁流体动力学模拟可能的吸积流出环境的RY头的解析解的基础上，以减少弛豫时间。方法.我们使用的初始条件的分析自相似的解决方案，我们用来模拟RY头微射流。在磁层闭合磁力线区，我们通过增加密度和速度来改变流的方向和增大吸积率。我们还实现了加热速率，并根据流速对其进行了调整。将吸积盘作为边界条件处理。结果模拟结果表明，恒星喷流和吸积磁层在几个恒星旋转达到稳定状态，证实了自相似解的鲁棒性和稳定性。此外，观察到两种类型的行为类似于RY Tau中观察到的行为。无论是稳定的恒星外流和磁层流入分离的低静态力自由区或恒星喷流和磁层吸积之间的相互作用，创造日冕幕质量喷射起源于磁盘和反弹到恒星。结论.质量损失率与质量增长率之比与RY Tau中观察到的行为变化相一致，位于微射流初始分析期间测量的比率范围内。
2022-06-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Bhjet: a public multi-zone, steady state jet + thermal corona spectral model
吸积黑洞是天文学的主要兴趣来源，特别是那些发射喷气式飞机，因为它们能够加速粒子，并显着影响其周围环境，直到非常大的距离。中心活动黑洞辐射和影响其环境的空间、能量和时间尺度取决于其质量。不同中心质量的黑洞系统之间的吸积/抛射物理学隐含的标度不变性已经被一些研究所证实。因此，设计一个自洽的理论模型，可以描述这样的系统，无论他们的质量，是至关重要的，以解决各种天体物理来源。我们在这里提出了一个新的和显着改进的版本的尺度不变，稳态，多区域射流模型，我们重命名bhjet，从我们的小组的努力，以推进黑洞系统的建模。我们总结了模型假设和基本方程，它们如何随着时间的推移而演变，以及我们最近引入的其他功能。这些措施包括额外的输入电子人口，在近相对论制度，一个改进的多重逆康普顿散射方法，外部光子种子典型的活动星系核和一个磁主导的射流动力学模型，而不是压力驱动的射流配置存在于旧版本的回旋发射的扩展。在本文中，我们在Github上公开发布代码，为了方便用户使用它的多种可能性，我们展示了一些应用程序作为教程。
2022-12-08 astro-ph.HE
Quasi-steady evolution of fast neutrino-flavor conversions
针对经典唯象模型无法准确预测快中微子味转换渐近态的问题，本文通过数值模拟和准均匀分析提出新唯象模型，可解析确定其准稳态演化，且与模拟结果高度吻合。
2024-12-28 astro-ph.HE hep-ph
Synchrotron Pair Production Equilibrium in Relativistic Magnetic Reconnection
磁重联在天体物理系统中是普遍存在的，并且在许多这样的系统中，等离子体由于同步辐射而遭受显著冷却。我们研究了强同步辐射冷却条件下的相对论磁重联，其中环境磁化强度$σ$很高，系统的磁紧度$\ell_{B}$为1阶.在这种情况下，从同步加速器光子产生$e^{\pm}$对是不可避免的，并且该过程可以调节电流片周围的磁化$σ$。我们调查这种自我调节分析，并找到一个自洽的稳定状态，对于一个给定的磁紧度的系统和初始磁化。这一结果有助于估计自洽的上游磁化等离子体密度约束不佳的系统中，可以是有用的各种天体物理系统。作为说明性的例子，我们应用它来研究M87的超大质量黑洞附近的重联电流片的性质，以及蟹状星云脉冲星光柱外的赤道电流片。
2022-09-07 astro-ph.HE
Parametric instability in warped astrophysical discs: growth, saturation and feedback
试图理解扭曲的天体物理盘的动力学已经引起了极大的关注，主要是由于观测到的扭曲系统的目录不断增长。以往的研究表明，翘曲的演变是至关重要的内部流场所建立的起伏的几何形状调节。这些通常被模拟为层流水平剪切流，其以近似轨道频率来回振荡。然而，这种剪切运动是已知的，容易受到流体动力学，惯性波的参数不稳定性，这可能会修改翘曲的动力学。虽然线性增长阶段是很好的理解，随后的非线性饱和结合自洽反馈到翘曲还没有研究。在这项工作中，我们实现了一个新的数值设置使用最近的环模型框架的Fairbairn和Ogilvie，在拉格朗日代码GIZMO。我们正式确定几个本地增长模式的模拟，预测的三模式耦合分析的不稳定性，并找到体面的协议与理论增长率。我们理解的饱和机制作为一个破波的过程，首先抑制较短波长的参数耦合的增长，同时允许最长的模式占主导地位的最终准稳态，wavelike湍流。雷诺应力，运输能量从翘曲的小尺度，可以有效地建模使用时间依赖性，各向异性粘性α模型，密切捕捉振幅和相位的演变的翘曲。因此，该模型可能有助于为未来的全球研究提供信息，这些研究是常见的，但通常不会解决参数不稳定性。
2023-01-17 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Search for steady point-like sources in the astrophysical muon neutrino flux with 8 years of IceCube data
冰立方合作组织观测到了高能天体物理学中微子流，最近发现了耀变体TXS 0506+056的中微子发射证据。这些结果为高能宇宙打开了一扇新的窗户。然而，大多数观测到的天体物理中微子流的来源仍然不确定。在这里，稳定的点状中微子源的搜索是使用未分组的似然分析。该方法使用IceCube在2009年至2017年期间记录的约$497\,000$中微子的非常高统计样本来搜索μ子中微子事件的空间积累。在1 TeV时，中值角分辨率为$\sim1^\circ$，对于能量为1 PeV的中微子，中值角分辨率提高到$\sim0.3^\circ$。与以前的分析相比，这种搜索是优化的点状中微子发射与观测到的天体物理学μ介子中微子通量相同的通量特性，并介绍了改进的事件重建和参数化的背景。与之前假设$E^{-2}$谱的$\sim35\%$分析相比，结果是对μ子中微子通量的灵敏度有所提高。对μ介子-中微子通量的灵敏度为$E^2 \mathrm{d} N /\mathrm{d} E = 3\cdot 10^{-13}\,\mathrm{TeV}\,\mathrm{cm}^{-2}\,\mathrm{s}^{-1}$。在全天扫描和由伽马射线观测激发的先验候选源列表中没有发现中微子源的新证据。此外，没有显着的过量以上的背景下，发现从人口的阈值源。潜在的源类的非观测的影响进行了讨论。
2019-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Conditions For Successful Helium Detonations In Astrophysical Environments
有几个Ia型超新星事件的模型依赖于由核反应提供动力的自持爆炸的产生。在没有氢的情况下，为这些爆炸提供动力的燃料通常由纯氦（He）或碳氧混合物（C/O）组成。系统地确定引发C/O材料爆炸所需条件的研究已经存在，但到目前为止，还没有对He物质进行类似的研究。我们进行一维反应流体动力学模拟在各种初始密度和温度的组合，并找到临界长度尺度为1 - $10^{10}$厘米之间的范围内的启动他的爆炸。Chapman-Jouguet（CJ）形式主义提供了一个对稳态爆轰的总燃料消耗的长度尺度的简单估计。我们的初始长度始终小于相应的CJ长度尺度的一个因素的$\Sim 100$，提供了机会，热核爆炸在更广泛的低质量白矮星（WD）比以前认为可能的。我们发现，维里化的WD与小的质量为0.24 $M_\odot$可以被引爆，甚至更少的质量WD可以引爆，如果他们的质量的相当大的一部分被提高到一个更高的能量。CJ长度超过起爆长度意味着某些系统在爆炸穿过物体所需的时间内可能无法达到核统计平衡。为了支持这一假设，我们证明，不完全燃烧将发生在大多数的He WD爆炸和$^{40}$钙，$^{44}$钛，或$^{48}$铬，而不是$^{56}$镍，是主要的燃烧产物为许多这些事件。我们预计...
2013-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
SAETASS: Solver for Astroparticle Equation of Transport Analysis in Spherical Symmetry
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)（安达卢西亚天体物理研究所）
本文提出SAETASS求解器，用于球对称环境下天体粒子输运方程，采用保守有限体积框架和模块化运算拆分架构，验证了其在纯输运、扩散和损失测试中的鲁棒性，并展示了其在宇宙射线质子输运中的应用。
2026-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
