MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. II. A dynamo tensor defined by the disk Coriolis number
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的,强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。在这里,我们解决的问题,如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。我们继续我们的工作,从文件I(Mattia & Fendt 2020 a),考虑一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$ -发电机的背景下,大规模磁盘喷流模拟。我们现在研究一个圆盘发电机,它遵循平均场发电机理论的解析解,基本上只基于一个参数,科里奥利数。因此,我们确认的发电机张量的各向异性作用在吸积盘,允许相关的电阻率和平均场发电机盘湍流。我们的新模型恢复了以前的模拟应用一个纯粹的径向初始字段,同时允许一个更稳定的演变与垂直分量的种子字段。我们还提出了磁盘发电机系数的强度和动力学参数的喷气发动机之间的相关性,并讨论了它们的影响所观察到的喷流量。
2020-08-03 astro-ph.HE
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. I. Validation and application of selected dynamo tensorial components
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的,强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。喷流发射磁场的来源是吸积-抛射过程模拟中的一个悬而未决的问题。在这里,我们解决的问题,如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。应用PLUTO程序,我们提出了第一个电阻MHD模拟喷射发射包括一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$发电机在大规模磁盘射流模拟的背景下。从本质上讲,我们发现$α_ϕ$ -发电机组件确定的极向磁场,这是严格相关的磁盘磁化的放大(并且,因此,影响喷射速度、质量和准直),而$α_R$和$α_θ$ -发电机组件触发在盘中形成多个反对齐的磁环,对盘-喷射系统的稳定性和动力学具有强烈的影响。特别地,这样的环触发发电机低效区的形成,其特征在于弱磁场,因此磁扩散率的值较低。发电机低效区的形成对射流质量、速度和准直性有很大的影响。此外,当与种子磁场的非径向分量相互作用时,$α$发电机的$θ$分量起关键作用。我们还提出了磁盘玩具发电机系数的强度和发动机的动力学参数之间的相关性。
2020-07-30 astro-ph.HE
Steady jet ejections from the innermost region of advection-dominated accretion flow around a black hole
我们研究了两种定常喷流的喷射机制:一种是从低/硬态的黑洞双星中观测到的,另一种是从SS 433中观测到的。喷注到达无穷远需要喷射气体的比能为正,而吸积气体的比能在吸积流的最外边界处被天真地认为是负的。为了调和的特定能量的相反的符号,我们提出了一种情况下,两层存在的吸积流和一层接收能量从其他足够的特定能量是积极的。对于低/硬状态下的定常喷流,吸积流最外端的吸积环被认为产生了两层流动,其中一个几何上厚的ADAF夹着一个几何上薄的吸积盘,而薄的吸积盘被认为转向内侧的另一个ADAF。能量传递预计将通过两层之间的湍流混合发生,并且上层被讨论为具有足够大的正比能,使得终极速度为$\sim$ 0.1 $c$。对于SS 433的定常喷流,在平流占优的情况下,由于光子在垂直于赤道面的方向上的扩散,一个细长的圆盘被认为是分离成两个分层层。在这种情况下,期望上层的比能为正,使得终极速度超过0.2 $c$。在两层情况下,黑洞附近的喷流喷射过程是共同的,并预测喷流张角变得小到2 $^{\circ}$。
2022-10-20 astro-ph.HE
Accretion and ejection in black-hole X-ray transients
目的:我们总结了目前观测到的黑洞爆发的X射线瞬变(BHT)的基础上,在硬度光度图(HLD)跟踪的演变,我们提供了一个物理解释。研究方法:在我们的解释的基本成分是坡印廷-罗伯逊宇宙电池(PRCB,Contopoulos & Kazanas 1998),它提供了本地的极向磁场喷射所需的。此外,我们做了两个假设,很容易证明。第一个是在BHT爆发中对黑洞的质量吸积率具有一般的钟形形式。这是由观测事实保证的,即所有的BHT都开始爆发,并在静止状态结束。第二个假设是,在低吸积率的吸积流是几何厚,ADAF样,而在高吸积率,它是几何薄。结果如下:在爆发的开始和结束时,PRCB在吸积流的ADAF部分建立了一个强的极向磁场,这自然解释了为什么喷流总是出现在HLD的右侧。在HLD的左边部分,吸积流的形式是一个薄的磁盘,这样的磁盘不能维持一个强大的极向磁场。因此,预计HLD的这一部分不会有喷气式飞机。HLD的逆时针遍历解释如下:ADAF中的极向磁场迫使流保持ADAF,并且源在HLD中向上移动而不是向左转。因此,系统的历史决定了HLD的逆时针遍历。因此,预计不会有BHT沿顺时针方向穿过整个HLD曲线。结论:我们提供了一个物理解释的吸积和弹射在BHT只有一个参数,传质速率。
2014-12-24 astro-ph.HE
rHARM: Accretion and Ejection in Resistive GR-MHD
湍流磁扩散率对吸积盘和盘风的发射起着重要的作用。我们已经实现了磁扩散率,相应的电阻率在广义相对论MHD程序HARM。本文介绍了我们的实现,它的数值实现,我们的数值试验和初步应用的理论背景。新的代码rHARM的测试模拟相比,扩散方程的解析解和一个经典的激波管问题。我们进一步研究了磁扩散率范围内黑洞周围环面的磁旋转不稳定性(MRI)的演化。我们发现一个临界磁扩散率的迹象(我们的设置),超过没有MRI发展的线性制度,并为此吸积环面材料的黑洞被延迟。磁扩散薄吸积盘周围的史瓦西黑洞,是由一个大规模的极向磁场线程的初步模拟显示发射盘风的质量通量约50%的吸积率。磁盘磁扩散率允许有效的磁盘吸积,吸积的内部磁盘区域的质量水库,从而允许长期模拟风发射超过5000个时间单位。
2016-10-14 astro-ph.HE
Blob formation and ejection from the radiative inefficient accretion flow around massive black hole
通过二维磁流体动力学(MHD)数值模拟,研究了大质量黑洞周围辐射低效吸积流上方的小尺度磁重联,以模拟Sgr A* 周围吸积流中磁团的形成和抛射.研究了在黑洞吸积盘环境中,新出现的磁场与原有磁场之间的关系,以检验是否可以驱动斑点。在磁连接之后,等离子体的速度和温度都可以与在所观察到的团块喷射的基础上推断的物理性质相比较。为了说明,我们选择了三个位于中心黑洞40史瓦西半径内的小盒子作为我们的模拟区域。在重联开始时,由于引力的作用,流体被拉向中心黑洞,重联产生的电流片也被拉向相同的方向,因此,产生的流出物既向上又向中心黑洞的对称轴移动。最后,出现了巨大的斑点,这支持了幕式喷流\citep{2009MNRAS.395.2183Y}的突变模型。研究还发现,磁连接发生的位置越靠近黑洞,磁能向热能和动能的转换效率越高。由于K-H不稳定性,这些内部液滴具有旋涡结构,这种不稳定性沿着以不同速度分离流体的电流片发生。
2020-10-21 astro-ph.HE
A global view of the inner accretion and ejection flow around super massive black holes: radiation driven accretion disk winds in a physical context
了解超大质量黑洞(SMBH)吸积和抛射的物理和几何性质,对于了解活动星系核(AGN)的演化以及宇宙大尺度结构的演化具有重要意义。我们的目的是提供一个简单的,连贯的,和全球性的看法,在AGN的亚秒差距的吸积和喷射流与不同的爱丁顿比,$\dot{m}$,和黑洞质量,$M_{BH}$。我们利用理论的见解,数值模拟的结果,以及紫外和X射线观测,包括不同的吸积和喷射模式,特别强调的作用,辐射驱动强大的吸积盘风从中央SMBH的内部区域的AGN的内部区域。我们提出了五个$\dot{m}$制度的内部吸积和喷射流周围SMBH的物理预计会发生变化,并对应于静态和非活动星系观测;低光度AGN(LLAGN);塞弗特和迷你宽吸收线类星体(迷你BAL类星体);窄线塞弗特1星系(NLS 1)和宽吸收线类星体(BAL类星体);和超爱丁顿源。我们包括在这种情况下,辐射驱动的磁盘风,这是强的高$\dot{m}$,大$M_{BH}$制度,并可能存在,但可能在中等$\dot{m}$,小$M_{BH}$制度弱。活动星系核中的吸积/喷射流的多样性可以很好地解释为仅仅改变两个基本性质:爱丁顿比$\dot{m}$和黑洞质量$M_{BH}$,以及包含吸积盘风,这些风可以自然地由发光的吸积盘发射的辐射发射。
2019-11-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion, ejection and reprocessing in supermassive black holes
这是一份支持大型X射线定时观测站(LOFT)飞行任务概念的白皮书,该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。讨论了LOFT在活动星系核研究中的应用潜力。关于摘要,我们参考了该文件。
2015-01-12 astro-ph.HE
Ejection-accretion connection in NLS1 AGN 1H 1934-063
活动星系核(AGN)中物质的吸积和抛射是两个紧密相连的现象,是控制中心超大质量黑洞生长和宿主星系演化的基本机制。然而,所涉及的确切物理过程尚未完全理解。我们对窄线Seyfert 1(NLS 1)AGN 1H 1934-063的同时观测的\xmm \和\nustar \进行了高分辨率的光谱分析,在此期间X射线通量下降了$\sim6$,随后在140千秒内恢复。利用时间分辨和通量分辨X射线能谱,我们发现了一个潜在可变的暖吸收体和一个相对稳定的具有温和电离态($\log(ξ/\mathrm{erg\,cm\,s^{-1})}\sim1.6$)的超快外流体(UFO,$v_\mathrm{UFO}\sim-0.075\,c$)。检测到的发射线(尤其是1\,keV左右的强而宽的特征)起源不明,并且无法用处于光电离或碰撞电离平衡的等离子体的发射来解释。这样的发射线可以很好地描述了强烈的蓝移($z\sim-0.3$)的赤道流出,这可能揭示了内部吸积流光子的再加工和喷射之间的联系的基础上的二次反射。然而,这一设想虽然很有希望,但只是初步的,将通过今后的观测加以检验。
2022-04-12 astro-ph.HE
Modelling MHD accretion-ejection - from the launching area to propagation scales
我们目前的结果轴对称磁流体动力学(MHD)模拟调查发射的喷流和流出的磁扩散吸积盘。自洽地考虑了盘结构的时间演化。与以前的工作相比,我们已经应用{ \em球面}坐标的数值网格,这意味着大量的好处有关的数值分辨率和模拟的稳定性。由于新的设置,我们能够在扩展1500个内盘半径的域上运行超过150,000个动态时间的模拟,分辨率高达内盘中每个盘高度24个单元。根据磁盘磁化,射流发射发生在两个不同的,但互补的制度-射流驱动的离心力或磁力为主。这些制度在质量、能量和角动量方面的喷射效率不同。我们表明,它是{ \em实际}磁盘磁化,而不是这么多的初始磁化,最好地描述磁盘射流的演变。考虑到实际的磁盘磁化,我们还发现,模拟开始与不同的初始磁化演变在一个类似的-典型的-方式,由于平流和扩散的磁通量在磁盘上的时间演变。探索一个新的,修改后的扩散模型,我们确认的自相似结构的全球喷气发射盘,获得的磁盘物理变量,如密度,磁场强度,或吸积速度的径向轮廓的幂律。
2014-07-11 astro-ph.HE
Fundamental Accretion and Ejection Astrophysics
盘吸积可能是基本的天体物理过程。恒星和行星是通过吸积盘中的气体形成的。黑洞和星系通过有效的吸积盘共同进化到中心的超大质量黑洞上。事实上,宇宙中大约20%的电离辐射是由黑洞的吸积盘提供的。而大尺度结构--星系团--则受到黑洞吸积产生的相对论喷流的显著影响。然而,我们仍在寻找一些非常基本的问题的观测答案,这些问题是黑洞与其宿主星系之间反馈的所有方面的基础:盘如何传递角动量以将气体输送到致密物体上?吸积盘如何发射风和喷流?
2009-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
From Multiwavelength to Mass Scaling: Accretion and Ejection in Microquasars and AGN
尽管经过了几十年的观测,人们仍然缺乏对黑洞和其他致密物体周围流入、吸积等离子体如何产生外流风和喷流的坚实理论理解。在X射线双星和活动星系核中都观察到类似的过程和形态,这一事实导致人们提出,潜在的物理学可以与黑洞质量成比例,这可以为这个问题提供一个新的处理方法。在过去的十年中,同时宽带运动的快速变化的X射线双星,特别是在他们的微类星体的状态已经推动了发展,并在某些情况下改变,我们的想法的流入/流出连接吸积黑洞。特别是无线电,红外和X射线波段之间的相关性的发现揭示了不同发射区域之间的显着连接,并主张采用更全面的方法来解决吸积问题。本文回顾了最近的主要观测和理论进展,特别是侧重于在黑洞的吸积过程的两个“方面”之间的关系,强调如何新的工具可以得到跨质量尺度的比较。
2009-09-14 astro-ph.HE
Magnetospheric Accretion and Ejection of Matter in Resistive Magnetohydrodynamic Simulations
本文通过二维轴对称电阻性MHD模拟,首次发现纯电阻性磁层中可产生由压力梯度与磁力驱动、伴随边界层磁重联的准稳态快速微抛射,其质量通量随磁场强度和恒星自转率增大而增大,与盘冕密度比及电阻率大小无关。
2013-02-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion-ejection in rotating black holes: a model for `outliers' track of radio-X-ray correlation in X-ray binaries
我们研究了旋转黑洞周围的整体吸积-抛射解,考虑了三种被广泛接受的伪Kerr势,它们令人满意地模拟了旋转黑洞的时空几何.我们发现,所有的赝势提供了大范围的流动参数的驻激波解。我们确定了内临界点($x_{\text{in}}$)处测量的能量($\mathcal{E}_{\text{in}}$)和角动量($λ_{\text{in}}$)所跨越的激波参数空间的有效区域,发现当粘性参数($α$)增大时,激波形成的可能性变小。此外,我们发现,激波参数空间也依赖于绝热指数($γ$)的流动和激波的形成继续发生广泛的$γ$作为$1.5 \le γ\le 4/3$。对于所有的赝势,我们计算了临界粘度参数($α_{\text{shock}}^{\text{cri}}$),超过该参数,驻波不再存在,并将它们作为黑洞自旋($a_k$)的函数进行比较。我们观察到,所有的赝势都是定性相似的,只要站在冲击而言,然而,他们从定性和定量的快速旋转的黑洞彼此不同。此外,我们计算的质量损失从光盘使用所有三个赝势,并发现最大质量流出率($R^{\rm max}_{\dot m}$)弱依赖于黑洞的自旋。为了验证我们的模型,我们计算了最大喷流动力学功率的吸积-喷射形式主义,并比较它与低硬态的黑洞X射线双星(以下简称XRB)的射电喷流功率。我们的研究结果表明,XRB沿“离群值”轨道可能会迅速旋转。
2019-01-29 astro-ph.HE
Interaction of stellar dipole and disk magnetic fields in accretion-ejection systems
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究院)
本研究通过MHD模拟揭示,大尺度极向盘磁场对稳定准直喷流的形成与维持至关重要,而恒星偶极磁场虽影响演化,但单独作用时喷流微弱不稳定。
2026-09-28 astro-ph.HE
Comparison of ejection events in the jet and accretion disc outflows in 3C 111
本文比较了宽线射电星系3C 111的吸积盘外流和喷流在亚pc尺度上的参数。我们利用已发表的超快外流(UFO)的X射线观测和新的43 GHz VLBA图像来跟踪喷气结喷射。我们发现超光速喷流与次pc尺度上的温和相对论外流共存,这可能表明了全球流动的横向分层。两者大致处于压力平衡状态,UFO可能为初始射流准直提供额外的支持。不明飞行物的质量比喷气式飞机大得多,但它们的动能可能要低一个数量级,至少在这里考虑的观测中是这样。然而,它们的动量通量是相等的,它们都足够强大,可以对周围环境产生同步反馈影响。这些组件之间的联系是自然预测的射流/外流形成的MHD模型的上下文中。然而,鉴于活动星系核的高辐射通量,辐射压力也应该考虑在内。通过与长期2- 10 keV RXTE光变曲线的比较,我们发现UFO在通量增加期间优先被探测到。我们还发现了将不明飞行物放置在已知的X射线倾斜喷流喷射周期内的可能性,这已被证明是圆盘喷流连接的有力证据,与恒星质量的黑洞类似。然而,由于目前可获得的观测数据数量有限,这些关系只是暂时的,需要进行额外的光谱监测才能最终检验。
2012-05-08 astro-ph.HE
Stellar transits across a magnetized accretion torus as a mechanism for plasmoid ejection
超大质量黑洞的近邻不仅包含吸积的气体和尘埃,而且还包含恒星大小的物体,例如晚型和早型恒星以及属于核星团的致密残骸。当通过吸积流时,这些物体会受到恒星风的直接作用以及它们的磁和引力效应的干扰。通过广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟,我们研究了恒星的通道如何影响超大质量黑洞的气体环境。我们专注于吸积率的变化和出现的斑点等离子体的漏斗吸积环。我们比较的结果从二维和三维数值计算,已经开始与可比的初始条件。我们发现凌日恒星可以暂时抑制准定态的内流,而等离子体团可以沿着旋转轴附近的磁场线喷射出来。我们观察到的吸积变化的功率谱中的扰动运动的特征签名,这提供了一个途径,这些瞬态事件的多信使检测。最后,我们讨论了我们的结果与星系核多波长观测的联系,重点是十个有希望的源(Sgr~A*,OJ 287,J 0849 $+$ 5108,RE J1034 $+$ 396,1 ES 1927+65,ESO 253--G 003,GSN 069,RX J1301.9 $+$ 2747,eRO-QPE 1,eRO-QPE 2)。
2021-05-18 astro-ph.HE
Radiation Pressure and Mass Ejection in Rho-like States of GRS 1915+105
我们提出了一个统一的方案,以解决的物理起源的多样性的X射线光变曲线内的ρ变化类的微类星体GRS 1915+105。这种“心跳”状态的特征是每50-100秒重复出现一次明亮的耀斑,但是耀斑的轮廓和持续时间在不同的观测中有很大的不同。基于RXTE档案中心跳的全面,相位分辨的研究,我们证明了非常不同的X射线光变曲线不需要在不同的吸积过程中的起源。实际上,我们对双峰振荡和单峰振荡的相位分辨光谱的详细比较表明,不同的周期可以具有基本相似的X射线光谱演化。我们认为,所有的心跳振荡可以理解为一个组合的热粘性辐射压力不稳定性,在磁盘中的本地爱丁顿限制,和突然的,辐射压力驱动的蒸发或喷射事件的内部吸积盘的结果。这种喷射似乎是rho态的一个普遍的基本部分,并且在很大程度上负责在所有周期的光变曲线中看到的硬X射线脉冲。我们建议,通过磁盘的质量吸积率的振荡的详细形状是负责不同的ρ型光变曲线之间的现象学差异,我们讨论了如何未来的时间依赖性模拟磁盘的不稳定性可能提供新的见解辐射压力的吸积流中的作用。
2012-03-01 astro-ph.HE
Modelling MHD accretion-ejection - episodic ejections of jets triggered by a mean-field disk dynamo
我们目前的MHD模拟探索发射,加速和准直的喷气机和磁盘风。磁盘结构的演变是一贯考虑。扩展我们以前的研究,我们现在考虑的磁场的自我生成的$α^2Ω$平均场发电机。磁盘磁化保持在一个相当低的水平,这有助于发展的$T > 10,000$动态时间步长的域上延伸1500内磁盘半径的模拟。我们发现一个磁场的内部磁盘类似于常见的开放领域的结构,有利于磁离心发射。外盘磁场是高度倾斜的,主要是径向的。在这里,差动旋转诱导一个强大的环形分量,在外流发射中起着关键作用。这些从外盘流出的气流速度更慢,密度更大,准直性更差。如果发电机动作不熄灭,就会不断产生磁通量,并向磁盘外扩散,充满整个磁盘。我们已经发明了一个玩具模型,触发了一个依赖于时间的平均场发电机。这种发电机的占空比导致类似时间尺度上的情节性喷射。当发电机被抑制的磁化下降到临界值以下时,产生的流出和吸积被抑制。一般的结果是,我们可以通过一个{ \em盘-内禀发电机}来控制幕式喷射和{ \em大规模喷流结},该发电机是时间相关的,并再生喷流发射磁场。
2014-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion and Ejection Physics at High Time Resolution
Coventry University(考文垂大学);INAF-OAR(意大利国家天体物理研究所罗马天文台);University of Turku(图尔库大学);IAC(加那利天体物理学研究所);INAF-OAB(意大利国家天体物理研究所布林迪西天文台);SAAO(南非天文台);University of Warwick(华威大学);UPC(加泰罗尼亚理工大学);INAF-OACN(意大利国家天体物理研究所那不勒斯天文台);INAF-IASF Palermo(意大利国家天体物理研究所帕勒莫红外天体物理研究所);University of Southampton(南安普顿大学);ICE-CSIC(天体生物学研究所);Durham University(杜伦大学);University of Cagliari(卡利亚里大学);INAF-OAPd(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台)
本文探讨高时间分辨率观测如何推动对吸积与喷射物理机制的理解,揭示吸积过程与喷流之间的联系。
2025-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Linking {\it Fermi} blazars and radio galaxies through accretion and jet radiation mechanisms
Università di Padova(帕多瓦大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Guangzhou University(广州大学);INAF - Istituto di Radioastronomia(意大利国家天体物理研究所射电天文台);Astronomy Science and Technology Research Laboratory of Department of Education of Guangdong Province(广东省教育厅天文学科学与技术研究实验室);Wuhu Vocational Technical University(芜湖职业技术学院);Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory(天文学研究所与国家天文观测站)
本文通过分析费米blazars和射电星系的吸积和高能喷流特性,揭示了BL Lacs和FSRQs与LERGs和HERGs在吸积状态上的统一模型。
2026-02-11 astro-ph.HE
The accretion-ejection connection in the asymmetric Th 28 jet revealed by MUSE-NFM
Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics(中央研究院天文及天文物理研究所);Department of Experimental Physics, Maynooth University(梅努斯大学实验物理系);INAF—Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);School of Physics, University College Dublin(都柏林大学学院物理学院);ESO(欧洲南方天文台);Thüringer Landessternwarte(图林根州立天文台)
通过MUSE-NFM观测研究Th 28喷流结构,揭示喷射与吸积的关系,发现喷流中频繁的喷射体喷射,表明喷射与吸积率保持恒定。
2026-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
A unified accretion-ejection paradigm for black hole X-ray binaries. II. Observational signatures of jet-emitting disks
我们详细阐述了Ferreira等人(2006)提出的范例,其中增加和减少磁盘吸积率是伴随着磁盘磁化$μ\propto B_z^2/\dot{m}_{in}$,这反过来又决定了主导扭矩允许吸积的修改。对于$μ>0.1$,吸积流产生垂直的喷流,带走盘的角动量(喷流发射盘或JED)。本文的目的是研究JED组态的光谱特征。我们已经开发了一个双温等离子体代码,计算磁盘的局部热平衡,考虑到平流的能量在迭代的方式。我们的代码解决光学薄到厚的过渡,辐射和气体支持的制度,并计算在一个一致的方式从稳态磁盘的发射光谱。光学薄的发射是使用BELM代码,它提供了精确的光谱韧致辐射和同步辐射过程,以及他们的本地康普顿。对于一个范围内的半径和吸积率,JED表现出三个热平衡,一个热不稳定和两个稳定。由于存在两个热稳定的解决方案,一个滞后周期自然得到。然而,标准的爆发X射线双星周期不能被再现。JED的另一个显著特征是它们能够再现发光的硬态。这表明,当角动量和喷流功率的损失是一贯考虑,吸积盘的光谱特征,是一致的硬态,即使到高光度。由于标准吸积盘(SAD)能很好地再现软态,因此本文讨论了混合盘结构JED和SAD的存在。这种混合配置的研究将在即将发表的论文III。
2018-03-19 astro-ph.HE
The jetted NLS1 1H 0323+342: the Rosetta stone for accretion/ejection in AGN
Brera Astronomical Observatory, National Institute of Astrophysics (INAF)(布拉拉天文台,国家天体物理研究所)
研究1H 0323+342的X射线光谱变化,探讨X射线冠与喷流的相互作用,并重新分析多源观测数据以揭示AGN吸积与喷流机制。
2025-11-30 astro-ph.HE
Theoretical model of hydrodynamic jet formation from accretion disks with turbulent viscosity
我们发展的理论模型的解析描述的流体动力射流从原恒星盘采用Beltrami-Bernoulli流配置盘喷流结构。为此,我们扩展了标准的湍流粘度处方,并推导出几类解析解使用自相似变量的流动参数化。导出的解决方案描述的磁盘喷流结构,其中第一次喷射性能分析与性能的吸积盘流。射流的喷射速度与吸积速度之比由湍流参数控制,而喷射速度随局部声速和射流发射半径的减小而增大。导出的解可用于分析原恒星吸积盘的天体物理喷流,并将喷流的性质与吸积盘流的局部观测性质联系起来。
2019-06-22 astro-ph.HE
On the role of magnetic reconnection in jet/accretion disk systems
关于喷流产生的最普遍接受的模型是基于围绕中心源的吸积盘的磁离心加速(Blandford & Payne,1982)。然而,这种情况并不能解释,例如,在不同的天体物理喷流类别中经常观察到的准周期性喷射现象。de Gouveia Dal Pino & Lazarian(2005)(以下简称GDPL)提出,在射电耀斑事件中观测到的微类星体中的大尺度超光速抛射可能是由剧烈的磁重联(MR)事件产生的。在这里,我们将这个模型推广到其他吸积盘系统,即:活动星系核(AGN)和年轻恒星物体(YSO),并讨论它的喷流加热和粒子加速的作用。
2009-11-09 astro-ph.HE
QPOs are more than timing features: Applying the Accretion-Ejection Instability in Super massive black-holes
本研究将吸积-喷射不稳定性(AEI)模型应用于超大质量黑洞,通过数值计算和2XMM J123103.2的观测验证了QPO在能谱上的可探测印记。
2023-01-19 astro-ph.HE
Accretion and ejection at work in the Narrow Line Seyfert 1 galaxy 1H 0323+342 -- A case of intermittent activity?
本研究利用2006至2023年Swift和Fermi多波段观测数据,分析了窄线塞弗特1型星系1H 0323+342的吸积与喷流特性,发现其X射线光谱状态转变伴随喷流活动减弱与吸积率降低,揭示了由辐射压不稳定性驱动的间歇性喷流活动。
2025-04-29 astro-ph.HE
A unified accretion-ejection paradigm for black hole X-ray binaries. III. Spectral signatures of hybrid disk configurations
有人提出,X射线双星(XrB)的活动周期是由吸积的主导盘扭矩的转换触发的(论文I)。随着吸积速率的增加,吸积盘的最内侧区域将从喷流发射盘(JED)转变为标准吸积盘(SAD)。虽然JED已被证明可以成功地再现硬态(论文II),但外部冷SAD的存在引入了额外的非局部冷却项。我们调查的热结构和相关的光谱这样的混合盘配置。我们使用的2 T等离子体代码中阐述的文件II,允许计算外在磁盘本地热平衡与自洽平流和光学薄到厚的过渡,在辐射和气体支持制度。利用BELM程序计算了由外部软光子引入的非局域逆康普顿冷却。这个附加项对JED解决方案有深远的影响,允许从外部SAD到内部JED的平滑温度过渡。我们探讨了完整的参数空间中的磁盘吸积率和过渡半径,并表明,整个域中的X射线通量和硬度比所涵盖的标准XrB周期是很好地再现这种混合配置。准确地说,这些参数的合理组合允许再现5个典型XrB状态的3-200 keV光谱。除了X射线特征外,JED-SAD配置也自然地解释了观测到的无线电发射。通过只改变过渡半径和吸积率,混合盘配置相结合的内部JED和外部SAD能够同时再现X射线光谱状态和射电发射的X射线双星在其爆发。调整这两个参数,就可以重现一个完整的循环。这将在即将发表的文件(文件四)中说明。
2018-05-31 astro-ph.HE
Spectro-polarimetric study to constrain accretion-ejection properties of MCG-5-23-16 using IXPE and NuSTAR observations
本文利用IXPE和NuSTAR观测研究MCG-5-23-16的X射线偏振,通过吸积-喷流模型约束冕几何、盘倾角及外流性质,并比较反射模型结果,为XPoSat未来应用提供验证框架。
2024-08-09 astro-ph.HE
The accretion-ejection coupling in the black hole candidate X-ray binary MAXI J1836-194
我们提出了我们的准同时无线电,亚毫米,红外,光学和X射线研究的银河系黑洞候选人X射线二进制MAXI J1836-194在其2011年爆发的结果。我们认为,充分的多波长光谱演化的爆发,调查是否演变的喷气光谱中断(光学厚和光学薄同步辐射之间的过渡)是由吸积流的任何特定属性。我们的观测表明,破裂并不与X射线光度或吸积盘的内径成比例,而是可能由更复杂的过程设置。我们发现,喷流底部的加速区半径从硬中间态的~10 $^6$引力半径减小到爆发后的~10 $^6$引力半径(假设黑洞质量为8 M $_{\odot}$),这表明电子在比内部吸积盘半径大得多的尺度上被加速,并且喷流性质发生了显著变化在爆发的时候。从我们的宽带建模和高分辨率的光谱,我们认为,在爆发的早期,高能量的同步加速器冷却中断位于光学波段之间的$\approx 3.2 \times 10^{14}$ Hz和$4.5 \times 10^{14}$ Hz。我们计算出喷流的总辐射功率为$\approx 3.1 \times 10^{36}$ ergs $^{-1}$,约为此时测热辐射光度的6%。我们将讨论如何在爆发过程中,这种冷却中断可能会演变,以及这种演变如何决定总喷流辐射功率。假设源是一个具有正则态跃迁的恒星质量的黑洞,从测量的通量和盘组件的峰值温度,我们限制源的距离为4-10 kpc。
2013-12-30 astro-ph.HE
Exploring the accretion-ejection geometry of GRS 1915+105 in the obscured state with future X-ray spectro-polarimetry
GRS 1915+105已经处于明亮的通量状态超过20年,但在2018年观察到通量显着下降,部分原因是中央引擎的变化以及X射线吸收的增加。本工作的目的是探索如何利用X射线光谱偏振法来推导吸收和反射物质的基本几何性质。特别是,预期偏振的辐射反射光盘和推定的外流计算。我们使用\textit{NuSTAR}数据收集后的通量下降,从硬X射线光谱推导出系统的参数。光谱参数,然后使用从蒙特卡罗辐射转移代码的中性和完全电离的物质的情况下,使用的结果,以获得预期的偏振信号。从光谱分析中,我们发现,连续发射变得更软的增加流量,并在所有的流量水平的模糊的物质是高度电离的。另一方面,这种分析证实了光谱学本身无法对反射器的几何形状施加约束。模拟表明,X射线偏振观测,如那些将很快提供的成像X射线偏振探测器(IXPE),将有助于确定的几何参数,留下不受光谱分析。
2021-09-01 astro-ph.HE
A unified accretion-ejection paradigm for black hole X-ray binaries. VI. Radiative efficiency and radio-X-ray correlation during four outbursts from GX339-4
瞬态X射线双星的光谱演化可以通过两个以$R_J$为半径的流之间的相互作用来再现:在外部的标准吸积盘(SAD)和在内部的喷流发射盘(JED)。在本系列的前几篇论文中,我们通过独立使用两个参数:$R_J$和吸积率$\dot{M}_{in}$,恢复了GX 339 -4四次爆发的X射线和射电光谱演化。本文比较了四次爆发的$R_J$和$\dot{M}_{in}$的时间演化。我们发现,尽管不可否认的差异之间的时间演变的每个爆发,一个独特的模式,在$\dot{M}_{in}-R_J$平面似乎遵循所有周期内的JED-SAD模型。我们称这种模式的指纹,并表明,即使是'失败'的爆发考虑遵循it. We还计算在X射线的辐射效率在周期,并考虑其对无线电-X射线相关性的影响。在JED-SAD范式中,我们发现吸积流在硬态中总是辐射有效的,在任何给定的时间,吸积功率在$15\%$和$40\%$之间被辐射掉。此外,我们表明,由于JED的热结构的关键变化的吸积率的辐射效率的演变。这些变化产生了两个不同的制度,不同的辐射效率:厚盘和薄盘。虽然这两个政权的存在是内在联系的JED-SAD模型,我们显示了直接的观测证据,存在两个不同的政权使用的演变的X射线幂律谱指数,模型独立的估计。然后,我们认为,这两个制度可能是起源的差距X射线光度在硬态,摆动和不同的斜率中看到的无线电-X射线相关性,甚至存在异常值。
2022-01-11 astro-ph.HE
Magneto centrifugal winds from accretion discs around black hole binaries
我们想检验自相似磁流体动力学(MHD)吸积-喷射模型是否能解释BHB中吸积盘风的观测结果。在我们的模型中,流出底部的密度,从吸积盘,是不是一个自由参数,而是通过求解动力学MHD方程组不忽略任何物理项。针对(a)盘纵横比($\varepsilon$)和(b)喷射效率($p$)的不同值生成不同的MHD解。我们产生了两种MHD的解决方案,这取决于在磁盘表面加热的存在(冷解决方案)或不存在(暖解决方案)。冷磁流体解决方案被发现是不足以占风,由于其低喷射效率。暖解可以具有足够高的$p (\gtrsim 0.1)$值,这是解释风中观测到的物理量所必需的。加热(对于温热溶液,在盘表面处所需的)可能是由于在软状态下将更有效的照明。我们发现,在硬态的电离参数范围是不稳定的,这使得它不可能有任何风在所有,在硬态。我们的研究结果表明,需要一个热磁过程来解释BHB中的风。
2016-01-30 astro-ph.HE
Intermediate-Mass Black Holes: The Essential Population to Explore the Unified Model for Accretion and Ejection Processes
本研究通过分析中等质量黑洞(IMBHs)的射电与X射线发射,验证了黑洞吸积与抛射过程的统一模型,发现外流尺度与吸积体质量呈幂律相关,证明该物理过程具有尺度不变性。
2023-05-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Monitoring of pulse period in Her X-1 with Swift/BAT: evidence of mass ejection
对吸积双星脉冲周期变化的监测是研究中子星磁层与吸积盘相互作用的重要手段。虽然最亮的X射线天体的X射线通量已经被成功地监测了多年(例如RXTE/ASM,CGRO/BATSE,Swift/BAT),但到目前为止,连续监测其脉冲定时特性的可能性非常有限。在我们的工作中,我们使用Swift/BAT观测来研究最神秘的X射线天体之一,武仙座X-1。首次实现了对Her X-1的脉冲周期和脉冲周期导数的长时间(> 4年)准连续监测。我们认为,与长期减少的轨道周期在赫X-1的测量脉冲周期的行为需要从内部的吸积盘沿开放的磁场线的质量喷射的存在。质量喷射事件可能发生在与低X射线光度相关的强自旋下降事件期间。
2010-01-29 astro-ph.HE
The CO outflow components ejected by a recent accretion event in B335
本研究结合B335的中红外增亮与ALMA的12CO高速外流观测,证明近期抛射成分与增强吸积事件在时间上直接对应,并估算至少约1.0%的吸积质量被抛射。
2023-12-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Bipolar jets launched from magnetically diffusive accretion disks. I. Ejection efficiency vs field strength and diffusivity
我们研究了磁扩散吸积盘的喷流和外流的发射。利用PLUTO程序,我们求解了含时的电阻MHD方程,同时考虑了圆盘和喷流的演化。我们要解决的主要问题是,哪种圆盘能发射喷气机,哪种圆盘不能?特别是,我们研究了(湍流)磁扩散率的大小和分布如何影响质量负荷和射流加速。我们应用了基于α处方的湍流磁扩散率,但也研究了扩散率尺度高度大于圆盘气体压力的例子。我们进一步研究了喷射效率是如何由磁场强度。我们的模拟持续了高达5000动力学时间尺度对应于900个轨道周期的内盘。作为一般的结果,我们观察到一个连续的和强大的外流推出的内部部分的磁盘,扩大到一个准直射流的超快磁音速。对于长时间尺度的磁盘内部动力学的变化,由于外流喷射和磁盘吸积的磁盘质量减少。对于磁离心驱动的射流,我们发现,对于i)较少的扩散盘,ii)较强的磁场,iii)低极向扩散率,或iv)较低的数值扩散率(分辨率),流出的质量负载增加-导致具有高质量通量的更强大的射流。对于弱磁化,(弱)流出由磁压梯度驱动。我们进一步研究了不同发射方案下的射流渐近速度和射流旋转速度。我们发现较低程度的喷流准直比以前的研究,最有可能是由于我们修改的流出边界条件。
2012-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of episodic jets and associated flares from black hole accretion systems
在黑洞源中广泛观察到的斑点(幕式喷流)的幕式喷射,通常与耀斑有关。本文通过对吸积流的三维广义相对论磁流体动力学数值模拟,研究了吸积流的物理机制。我们发现,磁重联发生在吸积流,可能是由于湍流运动和差异旋转的吸积流,导致耀斑和磁通绳的形成。在10-15个引力半径范围内形成的磁绳主要停留在吸积流内,而在此半径以外形成的磁绳则被磁力向外喷射,形成幕式喷流。这些结果证实了袁等人提出的基本方案。(2009年)。此外,我们的模拟发现,预测的速度喷射的斑点是在良好的一致性与观测的Sgr A*,M81,和M87。整个过程被发现发生准周期性的,与周期是轨道时间在半径的磁通绳形成。耀斑和抛射的预测周期与从Sgr A*、M87和PKS 1510-089的光变曲线或图像中发现的一致。讨论了在原恒星吸积系统中的可能应用。
2022-05-21 astro-ph.HE
A unified accretion-ejection paradigm for black hole X-ray binaries. IV. Replication of the 2010--2011 activity cycle of GX 339-4
瞬态XrB在其演化过程中表现出不同的光谱形状。在光色图中,它们的X射线行为形成了无法解释的q形循环。我们提出了一个框架,其中的吸积盘的最里面的区域演变作为一个响应的变化施加在外部区域。这些变化不仅导致了内盘吸积率$\dot m_{in}$的变化,而且导致了两个区域之间过渡半径$r_J$的变化。最外面的区域是一个标准的吸积盘(SAD),而最里面的区域是一个喷射盘(JED),其中所有的磁盘角动量进行了垂直的两个自约束射流。在本系列的前几篇论文中,已经表明这样的配置再现了五个正则XrB态的典型光谱特性。本文的目的是复制2010 - 2011年GX 339 - 4爆发期间观察到的所有X射线光谱和无线电发射。我们使用的2T等离子体代码中提出的文件II和III,并设计了一个自动拟合程序,给出最适合每个X射线光谱的参数$(\dot m_{in},r_J)$。我们使用RXTE/PCA X射线数据分布在438天,连同无线电观测在9 GHz(ATCA)。我们得到的时间分布的$\dot m_{in}$和$r_J$唯一地再现X射线光度和光谱形状的整个周期。使用经典的自吸收喷流同步辐射模型,JED-SAD配置也非常令人满意地再现了无线电特性,特别是开关和开关事件和无线电X射线相关。在JED-SAD框架内,无线电发射可用于约束底层磁盘配置。如果这一结果能通过GX 339 - 4或其他X射线双星的爆发得到证实,…
2019-05-13 astro-ph.HE
Viscous accretion and ejection from tori around black holes in general relativity
通过长期广义相对论黏性流体模拟,发现黑洞周围环面物质仅少量落入,多数以光速百分之几的速度抛射,且抛射发生在ISCO外,质量落入比例与ISCO半径的0.7次方成正比,揭示反向旋转吸积促进黑洞快速增长。
2025-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Vertical Structure of Neutrino-Dominated Accretion Disk and Applications to Gamma-Ray Bursts
我们在球坐标系中重新讨论了中微子主导的吸积流的垂直结构。我们强调,当平流占优势时,流动应该是几何厚度的.在我们的计算中,中微子湮灭的亮度提高了一个或两个数量级。沿着旋转轴的空漏斗可以很自然地解释中微子的可湮灭抛射。
2009-12-18 astro-ph.HE
ASASSN-16oh: A nova outburst with no mass ejection -- A new type of supersoft X-ray source in old populations
ASASSN-16 oh是小麦哲伦云场中一个特殊的瞬态超软X射线源。Maccarone等人(2019)得出结论,ASASSN-16 oh是第一颗具有超软X射线的矮新星,起源于白矮星(WD)上的赤道吸积带。Hillman等人(2019)提出了一种热核失控模型,即X射线和$V$ / $I$光子都是从热WD中发射出来的。我们计算了与Hillman等人相同的参数模型。他们发现,他们操纵开/关的质量吸积,和他们的最佳拟合$V$光变曲线是6 mag昏暗,衰减约10倍慢,比ASASSN-16 oh。我们提出了一个由矮新星爆发期间高速率的质量吸积引起的新星模型,即,X射线源自氢燃烧WD的表面,而$V/I$光子来自被照射的磁盘。我们的模型解释了ASASSN-16 oh的主要观测性质。我们还获得了热核失控模型,没有质量喷射的WD质量和质量吸积率,包括自然和强迫新星在低金属环境中的$Z=0.001$和$Z=0.0001$的参数范围很广。它们是一种新型的周期性超软X射线源,没有质量喷射,如果它们有一个大的磁盘,也是一个明亮的瞬态$V$ / $I$带。我们认为这些天体是Ia型超新星祖先的候选者,因为它的质量以非常高的效率$(\sim 100 \%)$增加。
2020-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Propeller outflows from an MRI disc
我们提出了轴对称模拟的MRI驱动吸积到一个快速旋转,磁化恒星吸积在螺旋桨制度的结果。恒星的磁层与恒星同步旋转,在圆盘-磁层边界形成离心屏障,阻止物质吸积到恒星上。相反,圆盘物质在圆盘-磁层界面处积聚,并缓慢扩散到内磁层,在那里它获得角动量,并作为外流迅速从系统中喷出。由于物质与磁层的相互作用,这种风是不连续的,并作为离散的等离子体团发射。如果抛射速率低于盘吸积速率,物质在盘-磁层边界的积累速度将超过抛射速度。在这种情况下,吸积到恒星上的过程是通过幕式吸积不稳定性进行的,在这种不稳定性中,物质积累的幕式之后是同时的吸积和喷射。在吸积阶段的这种不稳定性,其中物质流到恒星的漏斗流,我们观察到相应的上升流出率。在我们的模拟中观察到的吸积和喷射过程都是高度非平稳的。恒星经历强烈的自旋下降,由于耦合的恒星场与光盘和日冕,我们测量的自旋下降的时间尺度约为1万年的一个典型的CTTS在螺旋桨制度。
2013-04-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
High-resolution magnetohydrodynamics simulation of black hole-neutron star merger: Mass ejection and short gamma-ray burst
本文报道了在日本超级计算机“K”上对黑洞-磁化中子星双星并合的高分辨率数值相对论模拟结果。我们专注于一个二进制的潮汐中断和随后形成的一个巨大的吸积环。我们发现发射热驱动的环面风,随后形成的漏斗壁以上的环面和磁层与准直极向磁场,和高Blandford-Znajek光度。我们第一次在自洽模拟中展示了这张照片。吸积环内部的非轴对称磁旋转不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性所引起的类顺磁运动是驱动质量吸积的媒介,并将吸积能转化为热能,从而导致强风的产生。通过深入的分辨率研究,我们发现,高分辨率是必不可少的,以绘制这样的图片。我们还讨论了r-过程核合成,放射性供电的瞬态发射,短伽马射线暴的含义。
2015-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Jet Forecast: Timing of Discrete Jet Ejections of Stellar-Mass Black Holes Anticipated via X-ray Properties
Graduate School of Science and Engineering, University of Toyama(富山大学理工学研究科);Institute for Space-Earth Environmental Research (ISEE), Nagoya University(名古屋大学地球宇宙环境研究所)
通过分析多个黑洞双星的X射线数据,发现吸积盘内半径快速收缩至最内稳定圆轨道可预示喷流抛射,据此提出监测该半径以预报喷流时机的“喷流预报”方法。
2026-09-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Investigation of muon flux anisotropy during CME
根据CACTus星表,在太阳活动高峰期,每天都能观测到多达数十次的日冕物质抛射。这样的喷射会对我们周围的宇宙射线的通量产生影响。与大多数地面宇宙射线探测器不同,URAGAN(MEPhI)不仅可以调查登记粒子的综合计数率,还可以调查地面水平μ子通量的空间和角度特性。这种粒子探测的方法不仅可以确定地球效应CME的宇宙射线通量的变化,还可以确定抛射的变化,抛射的前沿指向太阳的另一侧。介绍了2008 - 2015年太阳活动不同阶段不同类型日冕物质抛射的研究结果。
2016-12-31 astro-ph.HE physics.space-ph
The supersoft X-ray transient ASASSN-16oh as a thermonuclear runaway without mass ejection
Maccarone等人(2019年)将超软X射线和光学瞬态ASASSN-16 oh解释为由大质量白矮星上的吸积事件引起的,类似于矮新星超级爆发。这些作者认为,超软X射线光谱的起源与壳层核燃烧加热的大气不同,因为没有物质被喷射出来。相反,我们发现事件的时间尺度和其他特征是典型的非质量喷射热核逃逸,正如Shara等人(1977)和Yaron等人(2005)的新星模型的广泛网格所预测的那样。我们认为,低X射线和辐射热光度的核燃烧模型的预测相比,是由于光学厚的吸积盘,隐藏了大部分的白矮星表面。如果是这样的话,我们计算的光学瞬态可以解释为一个非喷射热核事件的WD $\simeq$ 1.1 M $_\odot$吸积率为$\simeq3.5{-}5{\times}10^{-7}$ M $_\odot$年$^{-1}$。我们的预测应该证明瞬态事件的性质是由于热核燃烧或吸积;观测证据应在未来几年内获得,因为一个新的爆发应该发生在事件的$\simeq$ 10-15年。
2019-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Inferring black hole spins and probing accretion/ejection flows in AGNs with the Athena X-ray Integral Field Unit
活动星系核(AGN)具有复杂的X射线谱,它具有多种发射和吸收特征,通常被解释为i)由紧凑的硬X射线源照射吸积盘而产生的相对论模糊反射分量,ii)由活动星系核驱动的流出物穿过我们的视线而产生的一个或多个热/电离吸收分量,以及iii)由更远的材料产生的非相对论性反射分量。因此,通过详细的模型拟合解开这些组件可以用来约束黑洞自旋,吸积流的几何形状和特性,以及流出和周围的黑洞。我们研究如何高通量高分辨率X射线光谱仪,如雅典娜X射线积分场单元(X-IFU)可以用于这一目的,使用最先进的反射模型Relxill在灯柱几何配置的状态。我们模拟了一个有代表性的样本AGN光谱,包括所有必要的模型复杂性,以及一系列的模型参数从标准到更极端的值,并认为X射线通量是已知的AGN和类星体(QSO)人口的代表。我们还提出了一种方法来估计系统误差相关的不确定性校准的X-IFU。在一个保守的设置,其中的反射分量计算自洽的Relxill模型从预先设定的几何形状和没有铁的丰度,在自旋和辐射源的高度的平均误差是<0.05和~0.2 Rg。类似地,吸收体参数的测量精度通常小于~ 5%。将模拟扩展到包括蓝移超快流出,我们表明X-IFU可以测量它们的速度,即使对于高红移物体(删节),统计误差也<1%。
2019-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Black hole flares: ejection of accreted magnetic flux through 3D plasmoid-mediated reconnection
磁重联可以为来自吸积黑洞内部磁层的明亮、快速耀斑提供动力。我们进行极高的分辨率($5376\times2304\times2304$细胞)的广义相对论磁流体动力学模拟,捕捉等离子体团介导的重联在3D磁逮捕磁盘的第一次。我们表明,赤道,等离子体团不稳定的电流片的形式在一个瞬态的,非轴对称的,低密度磁层内的几个史瓦西半径。磁通量束在这个电流片中以普遍的等离子体团介导的速率通过重联逃离事件视界。这种重连作用会对射流中的高磁化等离子体产生影响,并将最终被困在通量束中的等离子体加热到与射流磁化成比例的温度。逃逸的通量束可以作为低密度热点完成一个完整的轨道,这与重力干涉仪对Sgr A $^{*}$的观测结果一致。视界附近的重联产生了足够高能量的等离子体来解释吸积黑洞的耀斑,例如从M87观测到的TeV辐射。耀斑期间质量吸积率的下降以及由此产生的低密度磁层使得重连加速粒子产生的极高能量光子更容易逃逸。极端的分辨率导致收敛的等离子体团介导的重连率,直接决定了耀斑的时间尺度和性质。
2022-02-07 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
Long-term 3D-MHD Simulations of Black Hole Accretion Disks formed in Neutron Star Mergers
我们研究的长期演化的吸积环面周围的黑洞(BH)的残余物的紧凑的对象合并涉及至少一个中子星,以更好地了解他们的贡献kilonovae和r-过程元素的合成。为此,我们修改了FLASH4.5中的未分裂磁流体动力学(MHD)求解器,使其在非均匀三维球坐标下工作,从而能够更有效地覆盖长度尺度上的大动态范围,同时利用系统中的对称性。这个修改后的代码是用来执行BH吸积盘模拟,改变初始磁场的几何形状和磁盘的紧凑性,利用物理状态方程,中微子泄漏计划的发射和吸收,并模拟BH的重力与伪牛顿势。模拟运行足够长的时间,以在磁盘中实现辐射效率低下的状态。我们发现强大的质量喷射与极向和环向初始场的几何形状,并在高磁盘紧凑性抑制外流。与所包括的物理,我们得到双峰速度分布,追溯到质量喷射的磁应力在早期,和热过程中的辐射效率低的状态在后期。盘流出的电子分数分布是广泛的,在所有模型中,喷出物的几何形状如下特征沙漏形状。我们测试的效果,消除中微子吸收或核复合与轴对称模型,发现$\sim 50\%$更少的质量喷射和更多的中子丰富的组成没有中微子吸收,和一个次主导的贡献核复合。测试的MHD和中微子泄漏的实现包括在内。
2022-04-11 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc