Accreting Neutron Stars in 3D GRMHD Simulations: Jets, Magnetic Polarity, and the Interchange Slingshot
本文通过3D GRMHD模拟比较吸积中子星在吸积态与螺旋桨态下的平行和反平行磁极性，发现极性效应取决于盘是否进入共转半径内，并提出交换弹弓机制解释喷流抑制现象。
2023-11-07 astro-ph.HE
Bardeen-Petterson Alignment, Jets and Magnetic Truncation in GRMHD Simulations of Tilted Thin Accretion Discs
薄盘在发光吸积黑洞周围很普遍，在数值模拟中很难解决。当圆盘和黑洞的角动量矢量不对准时，挑战就变得极端，需要自适应网格在圆盘穿过计算网格时正确地跟随圆盘。利用我们的新的高性能广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序H-AMR，我们模拟了迄今为止最薄的吸积盘，纵横比H/R~0.03，围绕一个快速旋转（a=0.9375）黑洞，使用冷却功能。最初倾斜10度，圆盘在r~5 r_g内弯曲，与黑洞对齐，其中r_g是引力半径。这是第一次演示Bardeen-Petterson对齐MHD与磁化湍流产生的粘性自洽。当r<25 r_g时，盘状物发展出一个低密度高粘性（α_eff ~ 1.0）的磁压主导的内部区域，并迅速地将自身清空到黑洞中。这个内部区域可能在现实中，由于热退耦的离子和电子，蒸发成一个辐射效率低下的吸积流，如果我们建议，冷却时间超过吸积时间设置的顺序单位有效粘度。我们还发现了一个意想不到的结果，即使我们非常薄的圆盘也可以在黑洞上维持大规模的垂直磁通量，从而发射出强大的相对论喷流，这些喷流沿着外部倾斜圆盘的角动量矢量携带20-50%的吸积功率，这为射电大声类星体中喷流的起源提供了一个潜在的解释。
2022-08-10 astro-ph.HE
Magnetically arrested advective accretion flows and jets/outflows around stellar mass black holes: Explaining hard state ULXs with GRMHD simulations
本研究利用GRMHD模拟恒星质量黑洞周围强磁场下的亚爱丁顿平流吸积系统，揭示磁场对吸积和外流的影响，无需超爱丁顿吸积率或中等质量黑洞即可解释硬态ULXs的高光度特征。
2024-11-27 astro-ph.HE
Wind-Fed GRMHD Simulations of Sagittarius A*: Tilt and Alignment of Jets and Accretion Discs, Electron Thermodynamics, and Multi-Scale Modeling of the Rotation Measure
风馈模型提供了一种独特的方式来形成人马座A* 周围的吸积流的预测模型。我们提出了3D，风馈MHD和GRMHD模拟跨越整个动态范围的吸积从秒差距尺度的事件视界。我们扩大了以前的工作，包括非零黑洞自旋和动态演化的电子热力学。这些模拟的初始条件是从银河系中心观测到的沃尔夫-拉叶星风模拟产生的。产生的气流倾向于高度磁化（$β\approx 2$），其$\sim$ $r^{-1}$密度分布与风中磁场的强度无关。我们的模拟在某些情况下达到MAD状态，但不是所有情况。在倾斜流中，SANE喷流倾向于在大尺度上与气体的角动量对齐，即使该方向垂直于黑洞自旋轴。相反，MAD喷流倾向于与黑洞的旋转轴对齐。气体角动量表现出类似的行为：SANE流往往只是部分对齐，而MAD流往往完全对齐。随着数量有限的动态自由参数，我们的模型可以产生吸积率，230 GHz的通量，和未解决的线性极化分数大致与观察几个选择的电子加热分数一致。如果没有另一个大规模磁场源，具有更高磁化程度的风（例如，其中磁压力是风中的冲压压力的1/100），以获得具有一致符号的足够大的RM。
2023-03-27 astro-ph.HE
Black hole to photosphere: 3D GRMHD simulations of collapsars reveal wobbling and hybrid composition jets
长持续时间的$γ$射线暴（GRB）伴随着大质量恒星的坍缩，并携带着关于中央引擎的信息。然而，没有3D模型能够跟踪这些喷流从黑洞（BH）到光球的诞生。我们提出了第一个这样的3D广义相对论磁流体动力学模拟，跨越6个数量级的空间和时间。坍缩的恒星包层形成了一个吸积盘，吸积盘将黑洞周围积累的磁通量向内拖曳，在动力学上变得重要，并发射双极喷流。喷流以$\sim10^{12}$ cm到达光球层，具有一个张开角$θ_j\sim6^\circ$和一个洛伦兹因子$Γ_j\lesssim 30$，解除了恒星的$\gtrsim90\%$束缚。我们发现：（i）盘喷系统自发地发展相对于BH旋转轴的不对准。因此，喷流以一个角度$θ_t\sim12^\circ$摆动，这可以自然地解释伽玛暴光变曲线中的静止时间。探测$θ_j+θ_t$的有效张开角表明，固有伽玛射线暴率比标准估计低一个数量级。这表明，成功的伽玛暴可能比目前认为的要罕见，并且只出现在$\sim 0.1\%$的超新星Ib/c中，这意味着大多数超新星Ib/c的祖先中没有发射或阻塞喷流。(ii)喷流中的磁能由于与恒星的混合而减少，导致喷流在光球中具有磁和热成分的混合成分，其中气体的$\sim 10\%$保持磁化$σ\gtrsim 0.1$。这表明光球分量和重联都可能在瞬发中起作用。
2022-06-21 astro-ph.HE
Large-Scale Poloidal Magnetic Field Dynamo Leads to Powerful Jets in GRMHD Simulations of Black Hole Accretion with Toroidal Field
吸积黑洞（BH）发射相对论准直喷流，在几十年的亮度和质量，这表明喷流发射机制是普遍的，强大的和无标度。理论模型和广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟表明，大尺度极向磁通量是形成喷流的关键因素。然而，它的起源是不确定的，也不知道它是否可以在原地产生或从周围介质中向内拖动。在这里，我们使用GPU加速GRMHD代码H-AMR研究全球三维BH吸积异常高的分辨率更典型的本地剪切盒模拟。我们证明，在径向扩展的吸积盘湍流可以产生大规模的极向磁通量原位，即使从一个纯粹的环形磁场。磁通量在黑洞周围积累，直到它变得具有动力学重要性，导致磁制动盘（MAD），并发射比吸积流更强大的相对论喷流。喷流功率超过以前的GRMHD环向场模拟的10，000倍。喷流没有表现出明显的扭结或箍缩不稳定性，在30年的距离内加速到$γ\sim 10$，并遵循与观察到的M87喷流相似的准直轮廓。
2022-08-10 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
GRMHD simulations of BH activation by small scale magnetic loops: Formation of striped jets and active coronae
我们进行了一系列数值实验，旨在研究小尺度磁场平流对Kerr黑洞的激活作用。这样的配置可能会引起准条纹布兰福德-Znajek射流的形成。它还可以导致增强的耗散和产生的等离子体团在电流片形成的BH视界附近，这可能构成一种机制，以功率的硬X射线发射看到在许多吸积BH系统（一la灯柱模型）。我们的分析表明，形成的准条纹喷流具有显着的权力可能提供循环交替极性的大小大于$\sim 10 r_g$等可以保持（无论是形式零星或从外面平流）在半径$\lesssim 10^2 r_g$。这一结论与最近的广义相对论无力模拟结果是一致的。我们还发现，吸积动力学表现出周期性的行为，在MAD状态，高吸积阶段和淬火吸积阶段之间的交替，在此期间，磁层成为免费的半径$\gtrsim 10r_g$。我们认为，这样的行为应导致显着的变化所观察到的光度和图像的内盘（BH阴影图像）。最后，我们发现，吸积环的BH之间的过渡引起的射流边界上的电流片和充满活力的等离子体团的形成在间歇期时，射流变得不活跃，除了赤道电流片，形成在高峰期的射流活动。
2021-06-29 astro-ph.HE
Hamiltonian variational reconstruction of the 3D magnetic geometry of relativistic jets
Università degli Studi di Brescia（布雷西亚大学）
研究利用H-MOG变分方法，基于喷流宽度和线性极化两个投影可观测量重构相对论性喷流三维磁场，测试三种打破符号简并性途径，虽能恢复无符号场方向，但极向场方向无法恢复，打破简并性的途径因物理原因失败，恢复方向需宇称奇可观测量。
2026-11-03 astro-ph.HE
A Phase Lag between Disk and Corona in GRMHD Simulations of Precessing Tilted Accretion Disks
在它的演化过程中，黑洞（BH）从不同的方向吸积气体。给定一个随机吸积事件，吸积盘的典型角动量将相对于BH自旋倾斜$\sim$ 60 $^\circ$。未对准导致光盘以随BH旋转和倾斜角增加的速率旋进。我们提出了第一个广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟跨越一个完整的进动周期的高度倾斜（60 $^\circ$），适度薄（$h/r=0.1$）吸积盘周围的快速旋转（$a\simeq0.9$）BH。当圆盘和喷流同相进动时，我们发现夹在两者之间的日冕滞后于$\gtrsim 10^{\circ}$。对于BH吸积的光谱模型，这意味着硬非热（日冕）发射滞后于软（盘）发射，从而可能解释在X射线双星中的C型低频准周期振荡中看到的硬能量滞后的一些特性。强喷流不受这种盘状日冕滞后的影响，而弱喷流在$r \sim 100$黑洞半径处遇到滞后日冕时会失速。这种相互作用可能会抑制大规模喷流的形成。
2023-01-29 astro-ph.HE
Production of intense episodic Alfvén pulses: GRMHD simulation of black hole accretion disks
利用三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）研究了旋转黑洞（BH）吸积盘的磁喷发及其喷注的强烈形成的幕式动力学过程.磁盘中嵌入的磁场被磁旋转不稳定性（MRI）放大到如此之大，以至于导致磁场的爆发（recconnection），并且大块的物质在这种事件中向喷流的根部偶然地增生。我们还发现，喷发事件产生强烈的阿尔文脉冲，通过喷流传播。在爆发之后，盘回到弱磁性状态。这种盘的活动导致短时间的变化，质量吸积率在事件视界，以及电磁光度内喷流。由于这些阿尔文波脉冲的无量纲强度参数$a_0=eE/m_e ωc$对于大部分爱丁顿吸积率吸积流到超大质量黑洞上来说是非常高的，阿尔文冲击变成了超相对论性的$(a_0\gg 1)$弓形尾流加速，表现为超高能宇宙射线和电子，最终发射伽马射线。由于我们的GRMHD模型在空间和时间尺度上具有普适性，因此它适用于从AGN（这是本研究的主要目标）到微类星体的广泛天体物理对象。利用电子在尾流中的线性加速，很好地解释了耀变体γ射线耀斑的时变特性和{ \it Fermi} γ射线天文台观测到的光谱特性。
2018-06-04 astro-ph.HE
Polarization Architecture of Steady GRMHD Jets from the Horizon to Infinity
Ningbo University（宁波大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；Peking University（北京大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）
开发半解析框架生成GRMHD喷流偏振图像，发现光子环外等离子体负载通过惯性驱动磁场缠绕改变偏振角，而近视界区域偏振模式仅由黑洞自旋控制。
2026-07-03 astro-ph.HE gr-qc
On the jet-ejecta interaction in 3D GRMHD simulations of binary neutron star merger aftermath
短的$γ$射线暴（sGRB）喷流在中子星合并后形成，穿过盘风和动力喷出物，在喷出物爆发之前延伸超过四到五个数量级的距离。我们提出了第一个三维广义相对论磁流体动力学sGRB模拟跨越这个巨大的规模分离。它们有三种可能的结果：喷气+茧，茧，两者都没有。典型的sGRB喷流从动力学喷出物中爆发，如果（i）在BH形成时，沿着极点的束缚喷出物的各向同性等效质量是$ \lesssim10^{-4}~{\rm M_{\odot}} $，限制了合并和BH形成之间的延迟时间，否则，喷流在喷出物中消失，离开喷流膨胀的茧来为低光度的sGRB提供动力;（ii）合并后的残留磁盘包含强大的大规模垂直磁场，$\gtrsim10^{15}$ G;（iii）如果喷流是弱（$\lesssim10^{50}$ erg），喷出物的各向同性等效质量沿极必须是小的（$\lesssim10^{-2}~{\rm M_{\odot}}$）。一般来说，喷流结构的形成是由早期与盘风的相互作用，而不是动力喷出物。只要我们的喷流从喷出物中爆发出来，它们就保持着显著的磁化（$\lesssim1$），这表明磁重联是sGRB发射的基本性质。爆发后流出的各向同性等效能量的角结构始终具有平坦的核心，然后是陡峭的幂律分布（斜率$\gtrsim3$），类似于流体动力学射流。在只有茧的结果中，动力喷出物扩大了流出角分布并使其变窄（斜率$\sim1.5$）。
2022-06-23 astro-ph.HE
GRMHD Simulations of Accreting Proto-Magnetars I. Implications for Gamma-Ray Burst Jets and Energetic Explosions
Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（计算天体物理学中心，西蒙斯数据科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（加拿大理论天体物理研究所，多伦多大学）
通过GRMHD模拟吸积原磁星，揭示其可产生对应长GRB等的喷流与外流，磁层-盘相互作用及偶极场强度会影响喷流特性与自旋演化。
2026-09-02 astro-ph.HE
Impacts of nonthermal emission on the images of a black hole shadow and extended jets in two-temperature GRMHD simulations
本文通过双温GRMHD模拟和GRRT计算，研究不同电子加热预设与非热电子分布对黑洞阴影图像和宽频带能谱的影响，发现可变kappa eDF下R-beta模型与电子加热模型在高频相似，但在低频图像延展结构和SED行为上存在可区分的差异。
2024-04-25 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
Observational Signatures of Mass-Loading in Jets Launched by Rotating Black Holes
人们普遍认为，X射线双星和活动星系核中的相对论喷流是由黑洞的旋转能量驱动的。这一想法得到了广义相对论磁流体动力学（GRMHD）吸积黑洞，这表明通过布兰德福德Znajek机制有效的能量提取模拟的支持。然而，由于质量加载的物理学的不确定性，以及GRMHD数值方案在高磁化漏斗区域的失败，射流的物质含量仍然受到很差的约束。通过对一系列吸积黑洞的三维GRMHD模拟进行广义相对论辐射转移计算，我们研究了漏斗中质量负载的观测特征。我们发现显着的观察漏斗是空的情况下，漏斗充满等离子体的情况下，特别是在光学和X射线波段之间的差异。在Sgr A* 的上下文中，当前的光谱数据仅在黑洞随着$a\gtrsim0.9$快速旋转时约束喷流填充。在这种情况下，对红外通量的限制不利于漏斗中物质的强贡献。我们评论我们的模型解释未来的事件视界望远镜观测的影响。我们还将我们的模型扩展到恒星质量的黑洞，并讨论了它们对X射线双星低光度状态的适用性。
2017-12-07 astro-ph.HE
GRMHD Simulations of Accreting Neutron Stars with Non-Dipole Fields
美国宇航局的NICER望远镜最近为旋转动力毫秒双星中的非偶极磁场结构提供了证据。这些恒星被认为经历了一个长时间的吸积自旋阶段，这就引出了一个问题，即吸积流到具有复杂磁场的恒星上会是什么样子。我们目前的结果从一套GRMHD模拟吸积中子星的偶极，四极和四偶极恒星场几何。这是在广义相对论框架中模拟真实热点形状以了解吸积毫秒星系中热点变化的第一步。我们发现，吸积柱的位置和大小导致热点的变化显着依赖于初始恒星场强度和几何形状。我们还发现，最强的贡献恒星扭矩是从磁盘连接的场线和脉冲星风，导致自旋在几乎所有的参数制度在这里探讨。我们进一步分析角动量输运的吸积盘由于大规模的磁应力，湍流应力，风和可压缩的影响，我们确定与对流运动。圆盘使初始的开放恒星流形成喷流。对于偶极子，磁盘磁层的相互作用可以增强或减少喷流功率相比，孤立的情况下。然而，对于四极，磁盘总是导致增强的净开放通量，使喷流功率与偶极的情况下。我们讨论了我们的研究结果中观察到的中子星喷流，并提供了一个可行的机制来解释无线电功率在低和高磁场的情况下。
2022-04-01 astro-ph.HE
How to Turn Jets into Cylinders near Supermassive Black Holes in 3D GRMHD Simulations
本文通过3D GRMHD模拟揭示超大质量黑洞喷流从抛物线到圆柱形的准直机制，发现辐射冷却抑制盘风可解释3C 84中喷流在约300倍引力半径处即呈圆柱形的观测现象。
2023-10-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bridging Bondi and Event Horizon Scales: 3D GRMHD Simulations Reveal X-Shaped Radio Galaxy Morphology
X形射电星系（XRGs）产生错位的X形喷流对，构成射电星系的$\lesssim10\%$。XRG被认为出现在具有超大质量双黑洞（$\rm SMBH$）、$\rm SMBH$合并或大尺度环境介质不对称的星系中。我们证明，XRG形态可以自然形成，没有这种特殊的，预先存在的条件。我们的3D广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟第一次遵循磁化旋转气体从半径$R_{\rm B}$的$\rm SMBH$影响球到引力半径$R_{\rm g}$的$\rm SMBH$，在迄今为止最大的尺度分离$R_{\rm B}/R_{\rm g} = 10^3$。最初，我们的轴对称系统的恒定密度的热气体包含弱的垂直磁场和旋转的赤道平面的快速旋转$\rm SMBH$。我们用小规模的$2\%$水平的压力扰动来播种气体。进入的气体形成一个吸积盘，$\rm SMBH$发射出相对论磁化的准直喷流，到达$R_{\rm B}$的外部。在下落气体的压力下，射流间歇地打开和关闭，不规则地摆动，并在不同方向上膨胀成对的空腔，类似于X形射流形态。合成X射线图像显示了多对喷气动力冲击和空腔。大规模的磁通量积累在$\rm SMBH$上，变得动态重要，并导致磁制动盘状态。$\rm SMBH$以邦迪速率的$2\%$（M87* 为$\dot{M}\simeq2.4\times10^{-3}M_{\odot}\,{\rm yr}^{-1}$）吸…
2022-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole Spin-down in Collapsars in 3D Neutrino Transport GRMHD Simulations
本研究通过3D中微子输运广义相对论磁流体动力学模拟，首次发现中微子冷却盘驱动的坍缩星喷流会将黑洞自旋衰减至更高平衡值（$a_{\rm eq}\thickapprox0.13$），提升喷流功率并与观测一致，揭示不同LGRB参数下黑洞自旋的差异。
2025-02-12 astro-ph.HE
GRMHD simulations of prompt-collapse neutron star mergers: the absence of jets
吸合中子星不仅是重要的引力波源，也是符合电磁波的候选者。这些系统被认为是短伽马射线暴（sGRB）的前身。我们以前已经表明，双中子星合并，经历{ \it延迟}坍缩到一个黑洞周围的{ \it weighty}磁化吸积盘可以驱动磁动力射流。我们现在进行磁流体动力学模拟的双中子星合并，经历{ \it提示}崩溃，探讨喷流形成的可能性，从黑洞-{ \it轻}吸积盘残余。我们发现，在$t-t_{\rm BH}\sim 26(M_{\rm NS}/1.8M_\odot)$ ms [ $M_{\rm NS}$是ADM质量]之后，黑洞迅速形成，没有证据表明质量外流或磁场准直。合并后黑洞的快速形成阻止了磁能接近磁极上方的无力值，这是通常的Blandford-Znajek机制发射喷流所必需的。与sGRB重合的引力波的探测可能会对核物质状态方程（EOS）提供限制：NSNS合并的命运-延迟或即时崩溃，因此sGRB的出现或不出现-取决于双星总质量的临界值，而这个值对EOS很敏感。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Properties of Trans-fast Magnetosonic Jets in Black Hole Magnetospheres
从强引力区到渐近平坦时空区的相对论喷流在距离上跨越几个数量级，被认为是由几个广义相对论磁流体动力学（GRMHD）过程组成。我们提出了一个半解析的方法来模拟一个跨快磁声相对论性喷流的全球结构，这应该是从一个等离子体源附近的黑洞在一个漏斗区域封闭的密集吸积流和周围的黑洞盘冠。我们的模型始终包括流入和流出部分的GRMHD解决方案沿磁场线穿透黑洞地平线。当黑洞的转动能被负能GRMHD流入电磁提取后，巨大的电磁能流穿过等离子体源从流入区传播到流出区，在流出区电磁能转化为流体的动能。最终，加速的外流必须超过快磁声波的速度。我们应用半解析的trans-fast magnetosonic流模型的黑洞磁层的抛物线和分裂的磁场配置，并讨论了一般的流动性质，即喷流加速，喷流磁化，和黑洞磁层的一些特征表面的位置。我们已经证实，在大的距离，GRMHD喷流解决方案是在良好的协议与以前已知的跨快速特殊相对论磁流体动力学（SRMHD）喷流特性，如预期的。该模型的灵活性提供了一个快速和启发式的方法来近似全球GRMHD跨快磁声喷流的属性。
2020-02-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Jets with a Twist: Emergence of FR0 Jets in 3D GRMHD Simulation of Zero Angular Momentum Black Hole Accretion
通过三维GRMHD模拟，发现零角动量吸积在MAD状态可形成大尺度喷流，而BAD和RAD状态摧毁喷流，为FR0星系提供候选解释。
2023-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impacts of radiative cooling on the images of a black hole shadow and extended jets in two-temperature GRMHD simulations
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道学院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室及粒子物理与宇宙学上海市重点实验室）；Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität（法兰克福大学理论物理研究所）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院基础物理与量子技术研究所）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论与天体物理研究所）
研究通过比较有无辐射冷却的吸积模型，评估冷却对盘结构、电子温度分布、黑洞阴影形态及光谱特性的影响，发现冷却会降低盘内电子温度，延长喷流并减少总辐射通量。
2026-07-07 astro-ph.HE
GRMHD simulations of black hole accretion variabilities: Implications to hard state X-ray binary transients
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本研究通过GRMHD模拟揭示了黑洞吸积状态的三种类型及其变异性机制，解释了极端变异性现象和高光度起源。
2026-01-21 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
Fast Variability and mm/IR flares in GRMHD Models of Sgr A* from Strong-Field Gravitational Lensing
我们探索的变化特性长，高节奏的GRMHD模拟整个电磁波谱使用一个有效的，基于GPU的辐射转移算法。我们专注于磁盘和射流为主的模拟参数，成功地再现时间平均光谱特性的Sgr A* 和其图像的大小在1.3毫米。我们发现，磁盘占主导地位的模型产生短时间尺度的振幅和功率谱的变化，密切类似于那些推断的观测。相比之下，喷流为主的模式只产生缓慢的变化，在较低的通量水平。这两组模型都没有显示出任何X射线耀斑，这很可能表明需要将其他物理学，如粒子加速机制，纳入GRMHD模拟中来解释它们。盘主导的模型显示出强烈的，短寿命的毫米/红外耀斑，毫米和红外波长之间的时间滞后很短（<1小时），这是由地平线附近的磁通量管的强场引力透镜引起的。这样的事件提供了一个自然的解释所观察到的红外耀斑没有X射线同行。
2015-05-06 astro-ph.HE
Particle Acceleration and the Origin of X-ray Flares in GRMHD simulations of Sgr A*
已从Sgr A* 观察到显著的X射线变异性和耀斑，但从理论观点来看，对其了解甚少。我们进行GRMHD模拟，考虑到人口的非热电子的能量分布和注入率的动机由PIC模拟的磁重联。我们探讨的影响，包括这些非热电子上的预测宽带变异的Sgr A*，并发现，X射线的变化是一个通用的结果，本地化的非热电子高度磁化的区域，在那里粒子很可能会被加速通过磁重联。这些高场区域与事件视界的接近形成了IR和X射线变化之间的自然联系，并解释了与X射线耀斑相关的快速时间尺度。这种变化的定性性质与观测结果一致，产生的X射线耀斑总是与红外耀斑重合，但反之亦然，即，有许多红外线耀斑没有对应的X射线。
2016-08-23 astro-ph.HE
Parsec-scale Faraday Rotation Measures from General Relativistic MHD Simulations of Active Galactic Nuclei Jets
这是第一次有可能将全球三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）喷流形成模拟直接与活动星系核（AGN）喷流pc尺度结构的超长基线干涉多频偏振观测进行比较。与需要对非热电子进行事后建模的喷流发射不同，法拉第旋转测量（RM）主要取决于模拟量，因此提供了一种鲁棒的方式来对抗模拟与观测。我们计算RM分布的3D全球GRMHD射流形成模拟，我们探讨模型和观测参数的依赖关系，强调签名的结构通用的MHD射流理论。通过典型的参数，我们发现可以重现观测到的震级和活动星系核喷流RM中发现的许多结构，包括横向RM梯度的存在。在我们的模拟中，RM是在射流本身的平滑延伸内产生的，包含有序的环形主导磁场。这导致在一个特定的双边形态，是不太可能出现由于法拉第旋转在遥远的前景云。然而，关键的努力，以探测法拉第屏幕将解决横向喷流结构。因此，无线电核心的RM可能不是旋转介质的属性的可靠指标。最后，我们能够约束喷流的粒子含量，发现在pc尺度AGN喷流是电磁主导的，大约2%的同向能量在非热轻子和重子少得多。
2010-06-25 astro-ph.HE
Probing magnetized accretion disk-jet systems: stellar mass to supermassive black holes
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
研究从恒星质量黑洞到超大质量黑洞的磁化吸积盘-喷流系统，利用平方公里阵列（SKA）的高分辨率成像和灵敏度，将GRMHD模拟结果与观测数据对比，研究磁场及极化特征，以更好理解喷流产生机制及黑洞行为。
2026-07-09 astro-ph.HE
Magnetically Modified Spherical Accretion in GRMHD: Reconnection-Driven Convection and Jet Propagation
我们提出了三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟零角动量吸积周围的快速旋转黑洞，修改的存在下，初始均匀的磁场。我们考虑了磁场方向和黑洞自旋之间的几个角度。在所产生的流动中，中平面动力学由磁制动（或几乎制动）状态下的磁重联驱动的湍流控制。流出效率约为10-200%的电磁喷流占据了极区，在它们由于扭结不稳定性而消散之前达到数百个引力半径。喷流的方向随时间波动，相对于黑洞的自旋可以倾斜30度，但这种倾斜并不强烈地依赖于初始磁场的倾斜。即使在没有初始净垂直磁通量的情况下也会形成喷流，因为湍流的水平尺度波动可以局部地产生净垂直场。峰值喷流功率是在初始磁场相对于黑洞自旋倾斜40-80度时获得的，因为这使可以到达黑洞的磁通量的量最大化。这些模拟可能是一个合理的模型，低光度黑洞吸积流，如Sgr A* 或M87。
2021-02-02 astro-ph.HE
Synchrotron polarization signatures of surface waves in supermassive black hole jets
本文通过全局GRMHD模拟磁捕获盘，发现黑洞附近持续发射的波在喷流与风的剪切层传播并改变磁场结构，偏振辐射转移计算表明这些波会降低偏振度，其特征有望被下一代事件视界望远镜观测。
2023-10-24 astro-ph.HE
Jet efficiencies and black hole spins in jetted quasars
超大质量黑洞以近爱丁顿速率吸积时产生相对论喷流的机制还没有得到很好的理解。简单的理论预测表明，类星体中的SMBH通过薄盘吸积，这应该产生最多非常弱的喷流。这与在平谱射电类星体（FSRQ）中观测到的强大喷流相矛盾。我们用\emph{fermi}大天区望远镜观测到的伽马射线光度作为154个FSRQs的喷流功率的代表。假设典型的类星体吸积率和使用黑洞质量测量从各种方法，我们发现一个平均喷流生产效率约为10%的FSRQs，与值高达222%.We发现，这是一致的FSRQs托管适度薄，磁吸积盘周围快速旋转的黑洞（BH）。使用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟从薄盘射流建模我们的观察，我们发现的平均下限$a_* = 0.59$的SMBH自旋的FSRQs，随着黑洞质量增加的自旋减少的趋势。我们的研究结果是一致的合并驱动的演变SMBHs。3%的样本不能解释目前的GRMHD模型的喷气生产从克尔BH由于高效率。一路上，我们发现BH质量和$L_γ$，这可能是一个有用的质量估计耀变体伽玛射线研究之间的相关性。
2020-05-01 astro-ph.HE
Radio Images inside Highly Magnetized Jet Funnels Based on Semi-Analytic GRMHD Models
本研究基于半解析GRMHD模型计算广义相对论辐射转移，揭示了高度磁化喷流漏斗内的射电图像特征，发现230 GHz下出现的多环结构和泪滴状亮斑主要由黑洞自旋调控的分离表面决定，且最亮外环直径与M87观测结果一致，为未来EHT等观测提供了检验依据。
2024-06-02 astro-ph.HE
Polarization Imaging of M87 Jets by General Relativistic Radiative Transfer Calculation based on GRMHD Simulations
事件视界望远镜（EHT）拍摄的M87黑洞壮观图像开启了黑洞研究的新时代。接下来的问题之一是拍摄中心黑洞（BH）周围的偏振图像。由于射电辐射是由同步加速器过程产生的，偏振特性应该生动地反映喷流底部的磁场结构，从而提供关于喷流形成的磁性机制的良好信息。考虑到这一点，我们进行了广义相对论（GR）辐射转移计算的偏振光的基础上的GR磁流体动力学（MHD）模拟数据的吸积流和外流在M87，以获得其线和圆偏振图像的水平尺度。我们发现，从喷流基地和内部吸积流的线性偏振分量应经历法拉第旋转时，通过磁化等离子体周围的BH，从而敏感地依赖于BH的自旋。通过与EHT在1.3mm处的强度图像和亚毫米阵列在1.3mm处的偏振度和旋转度量（RM）的比较，自旋参数a=0.9M_BH（M_BH为BH质量）的模型优于其它a=0.5M_BH或0.99M_BH的模型，但需要进一步的系统研究来证实。我们还发现，在低温模型中的圆偏振图，这是由于法拉第转换的线偏振同步辐射，从而指示磁场清晰的环状图像。这只发生在发射区是穿线有序的磁场，因此没有清晰的图像，预计在高温磁盘模型，其中磁盘发射是可观的。我们将能够阐明通过模拟的偏振图像和未来的偏振与EHT和其他VLBI观测之间的比较场的配置。
2020-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Polarization Signatures from GRMHD Simulations of Black Hole Accretion
College of Charleston（查尔斯顿学院）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富兰克林研究所计算天体物理学中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-西班牙国家研究委员会）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
本文探讨了通过广义相对论磁流体动力学模拟提取吸积盘偏振特征的方法，强调X射线偏振测量与模拟结合对理解吸积体关键组件的贡献。
2026-05-14 astro-ph.HE
Long-term GRMHD Simulations of Neutron Star Merger Accretion Disks: Implications for Electromagnetic Counterparts
我们研究了中子星合并过程中黑洞吸积盘的长期演化。这些盘状物排出有助于$r$过程千诺瓦的物质，并能产生相对论性喷流，为短伽马射线暴提供动力。在这里，我们报告的结果是一个三维的，广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟这样的磁盘是进化足够长的时间（$\sim 9$ s，或$\sim 6\times 10^5 r_{\rm g}/c$），以实现完成远离磁盘的质量喷射。我们的模型从极向场开始，并完全解决了最不稳定的模式的磁旋转不稳定性。我们参数化占主导地位的微观物理和中微子冷却效应，并与轴对称流体动力学模型与剪切粘度。GRMHD模型以两种方式激发质量：一种是由MHD介导的快速外流，另一种是当圆盘变成平流时的热驱动风。喷射出的未结合质量的总量（$0.013M_\odot$，或初始环面质量的$\simeq 40\%$）是流体动力学模型的两倍，具有较高的平均速度（$0.1c$）和较低平均值的宽电子分数分布（$0.16$）。将喷出的部分换算成$\sim 0.1M_\odot$的盘质量可以解释来自GW 170817的红色千诺瓦，但低估了蓝色分量。大约$\sim 10^{-3}M_\odot$的物质会经历中子冻结，并在合并后的最初几个小时内产生明亮的千诺瓦先驱物。我们的理想化的初始磁场配置，我们得到了一个强大的射流和足够的喷出物与洛伦兹因子$\sim 1-10$（过）产生的非热辐射从GW1708107…
2018-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A simple analytical model of magnetic jets
本文提出了一个简单的磁射流解析模型，其中主要物理量的径向平均分布是基于守恒定律和已发表的GRMHD射流模拟的一些结果得到的。我们考虑到在旋转黑洞周围形成的喷流的磁能通量到体加速度的转换，假设质量连续性方程和恒定的喷流功率，从而导致伯努利方程。对于假定的体积洛伦兹因子和半径的分布，这给出了沿射流的环形磁场分量的分布。然后，我们考虑的情况下，极向场分量连接到一个旋转的黑洞周围的吸积盘。然后，我们的形式主义恢复了从旋转黑洞中提取的功率的标准公式。我们发现，极向场强度占主导地位的环形一个在大的距离，这意味着射流应该是更稳定的电流驱动的扭结模式的共动框架。由此产生的磁场分布，然后可以用来计算射流同步辐射。
2022-06-01 astro-ph.HE
Magnetic Reconnection, Cosmic Ray Acceleration, and Gamma-Ray emission around Black Holes and Relativistic Jets
粒子加速的磁重联是目前公认的一个重要过程，在磁主导区的银河系和河外黑洞源。这一过程有助于解决目前的困惑，特别是在这些来源的非常高的能量耀斑发射的起源。在这篇综述中，我们讨论了这种加速机制，并显示最近的分析研究和多维数值SRMHD和GRMHD（特殊和广义相对论磁流体动力学）模拟注入测试粒子，这有助于我们理解这一过程中的相对论射流和这些来源的日冕区域。本文还讨论了重联加速粒子所产生的极高能量和中微子辐射。
2019-03-19 astro-ph.HE
Low-Γ jets from Compact Binary Mergers as Candidate Electromagnetic Counterparts to Gravitational Wave Sources
据认为，具有中子星或中子星和黑洞成分的致密双星合并会产生各种电磁对应物：超相对论喷流产生的短伽马射线暴，随后是宽带余辉; r过程元素放射性衰变产生的半各向同性千诺瓦;以及晚期射电耀斑;如果来自这种合并的喷流遵循与其他天体物理喷流相似的洛伦兹因子的幂律分布，那么合并喷流的总体将由低-Γ值主导。对于低-Γ喷流，与短伽玛暴相关的瞬发γ射线将被抑制，而当激波在环境介质中形成时，喷流能量将以X射线/光学/射电瞬变形式释放。利用蒙特卡罗模拟，我们研究了这样的瞬态作为候选电磁对应物的LIGO/Virgo探测到的引力波源的属性。大约78%的合并喷流导致失败的伽玛暴，光学峰值14-22等，全天率为每年2-3次。
2016-10-05 astro-ph.HE
Jet Formation in 3D GRMHD Simulations of Bondi-Hoyle-Lyttleton Accretion
本研究开展首个快速旋转黑洞BHL吸积的3D GRMHD模拟，发现磁通量累积可催生相对论喷流，磁场强度影响喷流持续性，喷流效率极高且磁场会改变黑洞所受阻力。
2023-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamics and Spectra-Polarimetric Signatures of GRMHD Simulations with Multiple Magnetic Loops
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论与天体物理研究所）；Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität（法兰克福大学理论物理研究所）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学紫江研究院）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室及上海粒子物理与宇宙学重点实验室）；Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文学与应用数学研究中心）
本研究通过三维GRMHD模拟探究多磁环黑洞吸积流的喷流形成条件，推导合成发射特征，结果与Sgr A*宁静态观测约束相符，揭示了喷流变异性的磁学机制。
2026-08-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Parabolic Jets from the Spinning Black Hole in M87
利用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟以及稳定的轴对称无力电动力学（FFE）的解决方案，M87射流进行了广泛的研究。本文用GRMHD方法模拟了不同黑洞自旋下的准定常漏斗喷流，数值模拟的尺度可达$\sim 100$引力半径（$r_{\rm g}$）。如已知的，漏斗边缘由以下均分近似地确定：i）磁性和静止质量能量密度以及ii）气体和磁性压力。我们的数值结果给出了一个额外的因素，他们遵循的FFE解决方案，这是锚定在赤道平面上的事件视界的最外抛物流线。我们还确定了占主导地位的物质，非相对论性日冕/风发挥动力学作用，在塑造漏斗喷流到抛物线几何形状。我们确认了在$\sim 10^{1}$ - $10^{5} \, r_{\rm g}$的VLBI观测中FFE喷流的最外层抛物线流线和喷鞘边缘之间的定量重叠，这表明M87喷流很可能是由旋转BH提供动力的。我们的GRMHD模拟还表明了体加速度的横向分层（即，脊鞘结构）以及出现了棘手的超光速特征。旋转表征了漏斗内射流停滞表面的位置。我们认为，边缘增亮功能可能与BH驱动的喷流的性质，如果多普勒波束是一个主导因素。我们的研究结果可以检查（亚）毫米VLBI观测，提供了一个线索的起源M87喷流。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.flu-dyn
Formation of Magnetically Truncated Accretion Disks in 3D Radiation-Transport Two-Temperature GRMHD Simulations
多波长观测表明，在硬态和中间态的X射线双星（XRB）和活动星系核（AGN）的吸积盘从一个冷的，薄的磁盘在很大的距离转变成一个热的，厚的流接近黑洞。然而，这种截断盘的形成，结构和动力学约束不良，由于热力学，磁，辐射过程的复杂性。我们提出了第一个辐射输运双温广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟截断磁盘辐射在~35%的爱丁顿光度与大尺度极向磁通量。我们表明，当一个几何薄的吸积盘是由大规模的净极向磁通量线程，它自洽过渡到一个两相介质的冷气团漂浮通过一个热的，磁主导的日冕在小半径。这种转变发生在一个明确定义的截断半径，由磁盘饱和磁通量的距离决定。半透明日冕中离子和电子的平均温度分别达到T_i ~ 10^10K和T_e ~ 510^8K。该系统产生辐射，强大的准直射流和更广泛的风，总能量效率超过~ 90%，有史以来最高的能量提取效率从一个旋转的黑洞在GRMHD模拟的辐射有效的流动。这与XRB爆发期间观察到的喷射抛射相一致。两相介质可以自然地导致在硬态下观察到的铁线发射的加宽。
2022-08-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spinning into the Gap: Direct-Horizon Collapse as the Origin of GW231123 from End-to-End GRMHD Simulations
研究通过端到端三维 GRMHD 模拟表明，自转与中等磁场帮助大质量低金属丰度氦星直接坍缩形成质量间隙内的高自旋黑洞，可解释 GW231123 与 GW190521。
2025-09-28 astro-ph.HE
Disc Tearing and Bardeen-Petterson Alignment in GRMHD Simulations of Highly Tilted Thin Accretion Discs
明亮的活动星系核（AGN）和X射线双星（XRB）通常包含几何上薄的、辐射冷却的吸积盘。根据理论，在许多情况下，这些黑洞最初与黑洞赤道高度错位。在这项工作中，我们提出了第一个广义相对论磁流体动力学模拟非常薄的（h/r~0.015-0.05）吸积盘周围的快速旋转（a~0.9）黑洞和倾斜45-65度。我们表明，内部区域的磁盘与h/r<0.03对齐的黑洞赤道，虽然比分析工作预测的半径小。内部对准和外部未对准的盘区域由倾斜角的急剧中断分离，伴随着密度的急剧下降。我们发现，由旋转的黑洞的帧拖动压倒了磁盘的粘度，这是自洽产生的磁化湍流，撕裂光盘，并形成一个快速旋进的内子盘周围的一个缓慢旋进的外子盘。我们发现，该系统产生一对相对论射流的所有初始倾斜值。在小距离处，黑洞发射的喷流与内子盘一起快速进动，而在大距离处，它们与外子盘部分对齐，进动较慢。如果撕裂半径能在未来的工作中精确建模，基于进动驱动的准周期振荡的黑洞自旋的发射模型无关的测量可能成为可能。
2022-08-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Three-dimensional GRMHD simulations of the remnant accretion disks from neutron star mergers: outflows and r-process nucleosynthesis
双星中子星的合并，或者中子星和恒星质量黑洞的合并，可以导致在旋转黑洞周围形成一个巨大的旋转环面。除了提供伽马射线暴喷流的准直介质外，这些盘的未束缚外流是质量喷射和快速中子俘获（r-过程）核合成的重要来源。我们提出了第一个三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的中微子冷却吸积盘在中子星合并，包括一个现实的状态方程在低密度和温度下有效，自洽的电子分数的演变，和中微子冷却通过一个近似的泄漏计划。经过磁绕组的初始磁场放大后，我们目睹了由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流的剧烈发作。磁盘迅速达到之间的平衡，从MRI驱动的湍流加热和中微子冷却，调节中平面电子分数到一个低的平衡值$Y_\text{e} \approx 0.1$。在380毫秒的模拟时间，我们发现，一个分数$\approx 20\%$的初始环面质量是不受约束的强大的外流速度$v \approx 0.03-0.1\,c$和电子分数$Y_\text{e} \approx 0.1-0.25$。通过核反应网络对流出物进行后处理，显示出稳健的第二和第三峰r-过程的产生。虽然与以前的轴对称流体动力学模拟的结果大致一致，外推我们的结果晚表明，总喷出物质量从GRMHD磁盘显着更高。我们的研究结果提供了强有力的证据，合并后的磁盘流出是一个重要的网站的r-过程。
2017-11-02 astro-ph.HE gr-qc
The high efficiency jets magnetically accelerated from a thin disk in powerful lobe-dominated FRII radio galaxies
Fernandes等人在FRII射电星系中发现的最大喷流效率线$R\sim 25$（$R=L_{\rm jet}/L_{\rm bol}$），Punsly扩展到涵盖喷气动力的全部范围。近年来，广义相对论磁流体动力学（GRMHD）对喷流形成的模拟主要集中在提高喷流功率方面。在这项工作中，我们认为，即使是传统的射流功率射流效率可以很高，如果盘的辐射效率小得多。采用薄盘磁驱动风模型研究了FRII射电星系中观测到的高效喷流。研究发现，薄圆盘的结构可以通过风的反馈而显著改变。随着磁场的增大，圆盘的温度逐渐降低，圆盘的密度、面密度和压力也发生了很大的变化。内盘温度较低，面密度较高，导致辐射效率迅速下降。因此，即使喷射功率是常规的，喷射效率也大大提高。我们的结果可以很好地解释观测结果。我们的计算所建议的理论最大喷流效率$R \sim 1000$是足够大的，以解释所有的高喷流效率的观测，即使考虑到偶发活动的喷流。
2014-04-30 astro-ph.HE
HARM3D+NUC: A new method for simulating the post-merger phase of binary neutron star mergers with GRMHD, tabulated EOS and neutrino leakage
第一个双中子星合并已经在引力波中被探测到。该信号伴随着一个电磁对应物，包括由放射性原子核衰变提供动力的千诺瓦组件，以及一个短的$γ$射线爆发。为了理解放射性能量信号，有必要模拟合并后盘的流出和核合成。模拟盘和预测流出物的成分需要广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，其中包括现实的有限温度状态方程（EOS）和自洽计算中微子的影响。在这项工作中，我们详细介绍了有限温度状态方程的实现和中微子的处理GRMHD程序HARM3D+NUC，基于HARM3D。我们包括正式测试的有限温度状态方程和中微子泄漏计划。我们进一步测试的代码显示，给定的条件类似于那些公布的残留磁盘后中子星合并，它再现了重组的自由核子的中子丰富的组合物和激发的热风。
2022-01-31 astro-ph.HE gr-qc
Plasmoid formation in global GRMHD simulations and AGN flares
在相对论喷流中，作用于所有尺度的主要耗散过程之一被认为是由磁重联控制的。这种耗散过程已经在理想化的环境中进行了研究，例如重连层，它在合并的岛屿中发展并导致等离子体团的产生，最终导致有效的粒子加速。在流向黑洞的吸积流中，在流的湍流演化过程中，重联层可以迅速发展和破坏。我们提出了一系列的二维广义相对论磁流体动力学模拟环面吸积到旋转黑洞集中我们的注意力在电流片的形成和演化。最初，环被赋予极向磁场，该极向磁场具有沿径向方向的多环结构和交替极性。在重联过程中，等离子体团和等离子体团链的发展导致耀斑活动，从而导致可变的电磁光度。我们描述的方法开发自动跟踪的等离子体团，在模拟过程中产生和弹出，对比的行为，多回路的初始数据中遇到的典型的模拟吸积黑洞具有初始偶极场组成的一个循环。最后，我们讨论的影响，我们的研究结果的可变性预期在吸积超大质量黑洞。
2020-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Simulations of substructures in relativistic jets
本文用Fortran 90语言编制了一套新的程序，模拟了吸积盘初始状态下的相对论性喷流，得到了固定黑洞时空中广义相对论性磁流体动力学（GRMHD）偏微分方程组的数值解，能够显示喷流内部子结构的形成以及吸积盘上波瓣的形成.为此，实现了无维分裂和无Riemann解的有限体积法的中心格式（Nessyahu-Tadmor方法）。因此，我们能够获得稳定的数值解与寄生振荡的控制下，没有过多的数值耗散。我们设置了一个磁化的吸积盘，它围绕着一个浸没在磁层中的中心Schwarzschild BH，在BH半径的近20倍的距离上，以喷流的形式演化为物质的喷射。
2015-12-16 astro-ph.HE gr-qc
A statistical study of fast magnetic reconnection in turbulent accretion disks and jets
快速磁重联事件在吸积盘系统中起着重要的作用。黑洞双星和活动星系核中观测到的非热甚高能辐射（从GeV到TeV）可以用一个潜在的模型来解释，该模型可以归因于吸积盘和/或喷流的湍流日冕中引起的快速磁重联。在这项工作中，我们将讨论全球广义相对论MHD（GRMHD）模拟的结果吸积盘周围的黑洞，其湍流自然驱动的MHD不稳定性，如磁旋转不稳定性（MRI）。我们也将利用特殊相对论MHD（SRMHD）模拟来研究喷流内部由扭结不稳定性驱动的磁重联。正如我们所期望的，我们的模拟揭示了由这些不稳定性驱动的近稳态湍流的发展。我们已经进行了详细的统计分析，以确定在湍流区的吸积流和射流的电流片的存在。然后，我们确定了这些位置的磁重联率，获得了$0.01-0.7$量级的阿尔文速度单位的平均重联速度，这与磁感应快速重联理论的预测是一致的。
2019-04-09 astro-ph.HE
Dynamo and Jet interconnections in GRMHD simulations of black hole accretion disks
研究通过GRMHD模拟揭示黑洞吸积盘中发电机与喷流的关联，发现发电机驱动的磁场演化和视盘面磁相干性决定了喷流寿命。
2025-12-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Off-axis short GRBs from structured jets as counterparts to GW events
中子星合并被认为是产生与引力波（GW）相关的电磁（EM）信号的最有利的源。这些合并可能是短时间伽马射线暴（GRB）的前身。超相对论喷流产生短暂的γ射线辐射（即“瞬发γ射线暴”辐射），因此，这种辐射沿喷流在一个小的立体角上强烈地发射。据估计，在LIGO体积内的一个短GRB喷流沿着我们的视线出现之前，需要十年或更长时间。由于这个原因，作为GW事件的EM对应物的提示信号的研究已经稀疏。我们认为，对于一个现实的喷流模型，一个其亮度和洛伦兹因子随角度变化平稳，提示信号可以检测到一个显着更广泛的视角范围。这可能导致一种新型的EM对应物，“离轴”短GRB。我们的估计和模拟表明，即使观察者相对于喷流严重失准，借助LIGO触发器的时间重合来检测这些信号也是可行的。
2017-10-25 astro-ph.HE
