Exact solution of one dimensional relativistic jet with relativistic equation of state
我们研究一维相对论射流的演化，使用相对论流动的黎曼问题的精确解。为此，我们求解了平坦时空中由不同粒子组成的理想特殊相对论流体的方程，流体的热力学由相对论状态方程控制。得到了射流冲击稠密介质的精确解。对射流头截面随时间的变化进行了建模和计算。我们提出的初始条件，引起一个反向冲击。如果射流头横截面随时间增加，则射流传播速度显著减慢，并且反向激波可能与射流的传播方向相反地后退。结果表明，射流的成分和周围介质对射流解有很大的影响。例如，传播速度取决于组成，并且对于以电子对为主的喷流是最大的，而不是纯电子-正电子或电子-质子喷流。反向激波的传播方向也可能强烈地依赖于喷流的成分。
2021-02-04 astro-ph.HE
Self-similar relativistic blast waves with energy injection
一个足够强大的天体物理源，在时间上具有幂律光度，将产生一个自相似的相对论性冲击波，其中一个反向冲击波进入喷出物，一个正向冲击波进入周围介质。一旦能量注入停止，最后的能量被输送到冲击波阵面，爆炸波将过渡到另一个自相似阶段，这只取决于注入的能量的总量。我描述了有限的持续时间的能量注入到环境中的密度取决于半径的幂律的效果，强调光学/X射线伽马射线暴余辉的应用。爆炸波注入过程中进行了处理解析，过渡后，最后的能量注入与一维模拟。给出了正激波区和反向激波区同步辐射的通量方程。反向冲击发射很容易占主导地位，特别是在两个区域的磁化不同的情况下。反向激波发射被证明支持所报道的X射线和余辉平台持续时间和结束时间通量之间的光学相关性，独立于光度幂律斜率。该模型通过应用于爆发120521 A和090515，并可以适应其陡峭的后坪光变曲线斜率。
2014-05-22 astro-ph.HE
GRMHD Simulations and Modeling for Jet Formation and Acceleration Region in AGNs
相对论射流是具有相对论速度的准直等离子体流出。涉及相对论喷流的天体是一个系统，包括一个致密物体，如黑洞，被旋转的吸积流包围，在中心致密物体附近产生相对论喷流。解释相对论喷流起源的最被接受的模型涉及磁流体动力学（MHD）过程。在过去的几十年里，许多广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序已经被开发出来，并被应用于模拟各种条件下的相对论性喷流形成。这篇简短的评论概述了GRMHD模拟在产生相对论喷流及其观测建模方面的最新进展。
2022-01-29 astro-ph.HE
Simulations and Theory of Ion Injection at Non-relativistic Collisionless Shocks
我们使用动力学混合模拟（动力学离子-流体电子）来表征在非相对论性无碰撞冲击下被加速到非热能的离子的分数。我们调查的冲击不连续性的性质，并表明，几乎沿背景磁场（准平行冲击）重组离子回旋尺度上的准周期性传播的冲击。当不连续性最陡时，撞击激波的离子被镜面反射。这是被注入的必要条件，但还不够。此外，通过以下的反射离子的轨迹，我们计算注入扩散冲击加速所需的最小能量，作为冲击倾角的函数。我们构建了一个极小模型，占准周期激波屏障的离子反射，注入离子的分数，并在整个过渡从热到非热能的离子光谱。这个模型捕获的物理相关的离子注入在非相对论性天体物理冲击与任意强度和磁倾角，并代表了一个关键的成分，了解扩散冲击加速的宇宙射线。
2014-12-04 astro-ph.HE
Particle injection in three-dimensional relativistic magnetic reconnection
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；University of Oxford（牛津大学）
研究三维相对论磁重联中粒子注入机制，分析磁化率对注入能量的影响及各加速机制对注入粒子的贡献，通过全动能粒子-网格模拟揭示相关关系。
2026-02-19 astro-ph.HE
Non-ideal fields solve the injection problem in relativistic reconnection
相对论等离子体中的磁重联被公认为是一种快速而有效的粒子加速器，能够解释最引人注目的天体物理耀斑。粒子在细胞模拟，我们证明了非理想领域的粒子加速的早期阶段（“注射”）的重要性。最终具有高能量（接近或高于每个粒子的平均磁能）的大多数粒子必须通过非理想区域，在非理想区域中，理想磁流体动力学的假设被打破（即，具有$E>B$或非零$E_\parallel={\bf E}\cdot {\bf B}/B$的区域），而不经历非理想场的粒子最终具有单位阶的洛伦兹因子。因此，通过非理想场的注入是进一步加速的必要先决条件。我们的研究结果对高能天体物理源中非热粒子的起源具有重要意义。
2022-03-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Bridging relativistic jets from black hole scales to long-term electromagnetic radiation distances: A moving-mesh general relativistic hydrodynamics code with the HLLC Riemann solver
提出了广义相对论移动网格框架JET，结合HLLC黎曼求解器，首次实现相对论喷流从黑洞尺度诞生到牛顿耗散阶段的全过程自洽模拟。
2024-04-23 astro-ph.HE
Propagation, cocoon formation, and resultant destabilization of relativistic jets
茧状物是由喷射头处的冲击加热产生的传播喷射的副产品。在此，考虑同时茧形成，我们研究了相对论射流通过均匀环境介质传播的稳定性。利用一个简单的分析论证，证明了当完全相对论性喷流径向振荡时，由于射流与茧之间的压力失配，射流的有效惯性大于茧的有效惯性，而与射流的发射条件无关。在这种情况下，预计振荡诱导的瑞利-泰勒不稳定性的起始条件在射流界面处得到满足，从而导致相对论性喷流在其传播期间的不稳定。我们已经定量地验证和证实了我们先前的预期，在三维相对论流体动力学模拟。讨论了可能出现的Richtmyer-Meshkov不稳定性、振荡诱导的离心不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性。
2019-10-25 astro-ph.HE
Asymptotic theory of relativistic, magnetized jets
本文研究了相对论性热强磁化喷流在离源较远距离处的结构。导出了描述外部约束射流的准直和加速的渐近方程。找到了将热能转化为流体动能或坡印亭通量的条件。给出了射流准直角和洛伦兹因子的简单换算。
2010-12-12 astro-ph.HE
Role of injection parameters in jet propagation through realistic binary neutron star merger environments
本文通过首批3D RMHD模拟研究注入参数和真实BNS并合环境对初生GRB喷流传播的共同影响，证明环境性质可决定喷流破出或窒息。
2025-05-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Nonuniform Particle Injection into Black Hole Jets by Radiative Magnetic Reconnection
Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学研究所）；Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿学际研究院）
研究通过高能光子在黑洞附近非轴对称磁重联中产生电子-正电子对，解释喷流中的等离子体来源及射电辐射机制。
2026-09-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Subparsec Jet Morphologies of M87 at 43 GHz: Effects of Asymmetric Plasmoids within the Jet
针对M87喷流在亚秒差距尺度上边缘增亮特征的非固定性，通过无力喷流模型研究不对称等离子体团注入的影响，发现其能解释观测到的速度变化和形态动力学。
2025-08-23 astro-ph.HE hep-th
Stability of three-dimensional relativistic jets: implications for jet collimation
如果考虑到大尺度射流受到潜在的高度破坏性的三维（3D）开尔文-亥姆霍兹不稳定性，则FRII源中射流的稳定传播是显著的。数值模拟可以解决这个问题，并帮助澄清这种显着稳定性的原因。继以前的研究在二维（2D）的相对论性流动的稳定性，这是我们的目标是测试和扩展这些作品的结论，以三维。我们提出了数值模拟的3D，剪切，相对论性流动的稳定性研究。这项工作使用了一个完全并行化的代码Ratpenat，在3D中求解相对论流体动力学方程。本模拟的结果证实了那些在2D。我们的结论是剪切相对论流的共振模式的增长可能是重要的解释河外喷流的长期准直。
2010-05-24 astro-ph.HE
Exploring the acceleration mechanisms for particle injection and power-law formation during trans-relativistic magnetic reconnection
在相对论和反相对论区域中的磁重联能够将粒子加速到硬幂律能谱$f \propto γ^{-p}$（接近$p=1$）。决定光谱形状的潜在加速机制是目前研究的热点。利用全动力学等离子体模拟方法，研究了质子-电子等离子体跨相对论区域中磁重联过程中粒子的加速。虽然在这个参数制度的早期工作集中在平行于当地磁场的电场对粒子注入的影响（从热能到能量下限的幂律谱），在这里，我们检查的作用，平行和垂直的电场获得更完整的理解注入过程和进一步发展的幂律谱。结果表明，平行电场对粒子注入有重要贡献，且在磁重联的初始阶段更为重要。然而，随着模拟的进行，垂直电场的加速对于粒子注入变得更加重要，并且完全主导了负责高能幂律谱的加速。特别是对于较长的重联时间和较大的系统，即在更能反映天体物理来源过程的模拟中，这一点是强有力的。
2020-07-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Powerful relativistic jets in narrow-line Seyfert 1 galaxies
最近从窄线塞弗特1星系探测到的高能伽马射线证实了这种类型的活动星系核也可以产生强大的相对论喷流。我概述了在这个研究领域的知识的演变和在所有尺度上的相对论性喷流的统一的影响。
2013-01-24 astro-ph.HE
External Shock in a Multi-Bursting Gamma-ray Burst: Energy Injection Phase induced by the Later Launched Ejecta
伽马射线暴（GRB）的中心发动机可能是间歇性的，并发射几个事件的喷出物分开了一个很长的静止间隔。在这种情况下，由于第一次发射的喷出物传播到环爆介质中而形成外部冲击，并且随后发射的喷出物可能在后期与外部冲击相互作用。由于内部耗散，可以在稍后的时间观测到较晚发射的喷出物（$t_{\rm{jet}}$）。本文研究了$t_{\rm{b}}$与$t_{\rm{jet}}$的关系，其中$t_{\rm{b}}$是后来发射的喷出物与形成的外激波的碰撞时间。发现$t_{\rm{b}}$和$t_{\rm{jet}}$的关系取决于后发射的喷出物的体洛伦兹因子（$Γ_{\rm{jet}}$）和环爆介质的密度（$ρ$）。如果$Γ_{\rm{jet}}$或$ρ$的值较低，则$t_{\rm{b}}$将显著大于$t_{\rm{jet}}$。但是，如果$Γ_{\rm{jet}}$或$ρ$的值非常大，则可以找到$t_{\rm{b}}\sim t_{\rm{jet}}$。我们的结果可以解释伽玛暴中光辐射相对于$γ$ -射线/X-射线辐射的大滞后，例如，GRB~111209A。对于有前兆的伽玛暴，我们的结果表明，能量注入到外部冲击，因此可能会出现一个以上的外部反向冲击在主要的即时发射阶段。根据我们的模型，我们估算了GRB~ 160625 B中第二次发射的喷出物的洛伦兹因子。
2017-12-04 astro-ph.HE
Numerical Simulation of Radiatively driven Transonic Relativistic Jets
本文通过数值模拟研究吸积盘辐射场对相对论性喷流的加速、准直和角动量输运作用，发现辐射场可将低速喷流加速至跨声速相对论速度并有效准直，同时降低喷流角动量。
2024-06-30 astro-ph.HE
Relativistic MHD Simulations of Poynting Flux-Driven Jets
相对论性的磁化喷流在许多活动星系核（AGN）中被观测到传播到非常远的距离。我们利用三维相对论MHD（RMHD）模拟研究了Poynting通量驱动喷流在活动星系核中的传播。假设这些喷流已经从超大质量黑洞附近（$\sim 10^3$引力半径）发射。喷流注入的特征在于Li等人（2006）中描述的模型，我们跟踪这些喷流的传播到~秒差距尺度。我们发现，这些载流射流总是准直和温和的相对论性。当环形与极向磁通量注入的比率$α$较大时，射流受到非轴对称电流驱动不稳定性（CDI）的影响，这导致大量耗散和射流速度降低。然而，即使存在不稳定性，喷流也不会中断，并将继续传播到很远的距离。我们认为，相对较弱的影响，不稳定性是由于对流的不稳定性的性质和事实，即喷流磁场迅速演变的Alfvénic时间尺度。我们提出了详细的射流特性，并表明，远离射流发射区，大量的磁能已转化为动能和热能，产生一个射流磁化数$σ< 1$。此外，我们还研究了气体压力支持的“盘”周围的注射区域和定性相似的全球射流行为观察的影响。我们强调，射流准直，CDIs，以及随后的能量转换的载流射流的内在特征。
2013-12-02 astro-ph.HE
Scaling of the Anomalous Boost in Relativistic Jet Boundary Layer
本文研究了相对论性喷流与外部介质的一维相互作用。相对论磁流体动力学模拟显示了异常的推动射流流体在边界层，如前所述。我们使用理想的相对论流体和磁流体力学理论描述的助推机制。动力学模型也进行了检查，以进一步了解。推导了最大洛伦兹因子的简单标度律，并通过模拟进行了验证。
2014-11-29 astro-ph.HE
Linking accretion flow and particle acceleration in jets. I. New relativistic magnetohydrodynamical jet solutions including gravity
我们提出了一个新的，近似的方法来模拟重力存在下的相对论性喷流的加速和准直。这种方法在整个计算域中是自相似的，其中重力效应可以忽略不计，并且在通量管内是自相似的。这些解决方案适用于从小区域（例如，靠近吸积盘的内缘）。正如早期的工作所暗示的，气流可以会聚到旋转轴上，潜在地产生准直激波。在这个方法的第一个版本中，我们通过与非相对论性流动类比，推导出引力对相对论性方程的贡献。这种方法捕获了流动等离子体的相对论动力学引力质量，但不是由于内部热能和磁能。一个更复杂的治疗，从基本的广义相对论磁流体动力学方程，目前正在开发。在这里，我们提出了一个初步的探索参数空间，描述的影响模型参数的流动解决方案和准直冲击的位置。这些结果提供了新的，半解析模型的相对论性射流，可以约束附近的条件，通过拟合射流中断看到越来越多的X射线双星的黑洞的基础。
2012-09-21 astro-ph.HE
Formation and collimation of relativistic MHD jets - simulations and radio maps
我们目前的结果磁流体动力学（MHD）模拟射流的形成和传播，讨论了各种天体物理设置。在第一种方法中，我们考虑相对论MHD射流形成的模拟，考虑从开普勒盘的表面发射的射流，数值演示-第一次-相对论MHD射流的自准直能力。我们获得了高达约10的洛伦兹因子，同时获得了约1度的高度准直。然后，我们提出的同步辐射图计算的内在射流结构来自MHD射流形成模拟。最后，我们提出了（非相对论）MHD模拟射流发射，治疗吸积和喷射之间的过渡。这些设置包括一个物理磁扩散率，这是必不可少的加载吸积材料上流出。我们发现流出物中有相对较高的质量通量，约为吸积率的20- 40%。
2013-12-20 astro-ph.HE
Using synchrotron emission modelling of relativistic hydrodynamic jet simulations to study the FR I/FR II dichotomy of Active Galactic nuclei radio jets
本文用三维相对论流体动力学方法对活动星系核喷流进行了数值模拟，研究了FR Ⅰ/FR Ⅱ二分法。提出了三个模拟，说明了高/低洛伦兹因子注入以及分层背景介质的形态差异。洛伦兹因子为10和1.0014分别用于高和低洛伦兹因子情况。流体动力学模拟表明，在其初始注入光度的基础上的射流的形态划分。建立了一个附加的模拟来研究如果在一定时间后降低质量注入，则低洛伦兹因子射流的演变。一个同步辐射模型被应用到这些模拟再现强度地图在射频（1.5 GHz）的FR I/FR II射电星系观测到的发射结构进行了比较。还研究了不同极角下多普勒增强对强度图的影响。高和低洛伦兹因子的情况下再现的发射结构，类似于FR II型射电星系与一个占主导地位的茧区域包含时间依赖的热点和细丝的强度图。然而，如果在设定的时间段之后降低质量注入速率，则对于低洛伦兹因子的情况产生FR I样结构。
2019-03-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Collisionless electron-ion shocks in relativistic unmagnetized jet-ambient interactions: Non-thermal electron injection by double layer
采用自洽粒子模拟方法研究了相对论非磁化电子-离子冲击中的非热电子射出过程。激波是通过将相对论性喷流注入到环境等离子体中而激发的，导致两个不同的激波（称为尾激波和前导激波）和一个接触间断。类韦伯不稳定性将电子加热到大约离子动能的一半。然后，在后缘和前缘形成的双层通过离子动能加速电子。在前缘的电子分布函数显示出一个明确的非热幂律尾部，其中包含$\sim1\%$的电子和$\sim8\%$的电子能量。其幂律指数为-2.6。加速效率按个数计为$\sim23\%$，按能量计为$\sim50\%$，尾缘电子分布函数的幂律指数为-1.8。通过比较3D模拟与2D模拟的结果，研究了维数的影响。结果表明，二维电子加速效率更高。
2016-06-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The Morphology and Dynamics of Relativistic Jets with Relativistic Equation of State
本文通过相对论性TVD模拟研究等离子体成分对相对论性喷流动力学与形态的影响，发现电子-正电子喷流传播最慢且湍流结构更显著，热斑分布和加速机制也随成分变化。
2023-03-31 astro-ph.HE
The different flavors of extragalactic jets: the role of relativistic flow deceleration
我们进行三维数值模拟的相对论（洛伦兹因子为10），非磁化射流在均匀密度的环境中传播，为了研究卷吸和随之而来的减速的效果。我们的模拟研究了星系核心内的喷流传播，在那里，最有可能的是，减速发生得更有效。我们比较了不同的密度和压力比的情况下，相对于周围的介质发现，低密度射流有效地减速，并达到准稳态，在600射流半径的长度，从高到次相对论速度减慢。相反，密度较大的射流在相同长度上保持高度相对论速度。我们讨论这些结果的Faranoff莱利（FR）的放射源分类。我们推测，低密度喷流可以产生FR 0和FR I射电源，而高密度喷流可能与FR II射电源有关。
2020-07-22 astro-ph.HE
Relativistic hydrodynamical simulations of the effects of the stellar wind and the orbit on high-mass microquasar jets
高质量的微类星体喷流，产生于一个在大质量恒星轨道上吸积的致密物体，必须穿过一个充满恒星风的区域。风和轨道运动的综合效应可以强烈地影响二元尺度及更大尺度上的喷流特性。对这种效应的研究可以揭示高质量微类星体喷流在星际介质中的传播和终止。我们研究的第一次，使用相对论流体动力学模拟，星风和轨道运动的组合影响上的大质量微类星体喷流的属性上的二进制和超越。利用PLUTO程序，对微类星体中来自恒星的强/弱相对论风与双星轨道运动影响下的相对论性喷流相互作用的情形进行了三维相对论流体动力学模拟。轨道参数的选择使得结果可以提供对紧凑系统（例如Cyg~X-1或Cyg~X-3）中喷流-风相互作用的洞察。风和喷流动量率被设定为对这些源可能是现实的值，并导致适度的喷流弯曲，这与近轨道和喷流不稳定性一起可能引发显著的喷流进动和中断。对于轨道尺寸为$a\sim 0.1$ ~AU，喷流功率为$L_j\sim 10^{37}(\dot M_w/10^{-6}\,{\rm M}_\odot\,{\rm yr}^{-1})$ ~erg~ $^{-1}$（其中$\dot M_w$为恒星风质量率）的高质量微类星体，恒星风和轨道运动的联合作用可以诱导$\sim 1$ ~AU尺度的相对论性喷流破裂。
2021-12-08 astro-ph.HE
The possible ubiquity of energy injection in Gamma-Ray Burst afterglows
自2004年发射以来，雨燕卫星已经监测了数百个伽马射线暴的X射线余辉，并发现它们的X射线光变曲线比以前认为的更复杂，表现出多达三个幂律段。能量注入到相对论性爆炸波激发爆炸环境介质已被提出最常见的原因是X射线余辉的复杂性。我们检查了117个光变曲线中断的98个雨燕X射线余辉，选择他们的高质量的监测和良好的约束通量衰减率。30%的余辉有一个可以是绝热射流破裂的破裂，在这个意义上，有一个来自准直外流模型的前向激波发射的变体，可以解释破裂前和破裂后的通量幂律衰减指数，给定测量的X射线光谱斜率。如果考虑到稳定的能量注入到前向激波中，那么另外56%的X射线余辉具有光变曲线突变，可以用喷流突变来解释。剩下的12%不是喷流中断，以及19个余辉中存在两个中断（其中只有一个可能是喷流中断），表明一些X射线中断是由于能量添加到爆炸波的速率突然变化而产生的，很可能有很大一部分X射线光变曲线中断是由这种机制产生的。为了测试上述两种机制的余辉光变曲线的突破，我们得到全面的分析结果进行能量注入和他们的光变曲线，包括封闭关系的外流的动态逆康普顿余辉和从传播射流与风一样的环境介质相互作用的排放。
2012-12-06 astro-ph.HE
On the Deceleration and Spreading of Relativistic Jets I: Jet Dynamics
伽马射线暴（GRB）余辉中的喷流中断提供了一种直接探测其准直角的方法。模拟射流断裂需要理解“射流扩散”过程，即射流从准直流出过渡到后期的球形Sedov-Taylor解。目前，直接数值计算是捕捉减速和扩散过程的最准确方法，因为分析模型以前对动力学的描述不准确。在这里（在论文I），我们提出了一个新的，半解析模型建立经验进行相对论数值射流计算和测量之间的关系洛伦兹因子和开角。然后，我们计算了洛伦兹因子和射流张开角作为激波半径的函数，并与数值解进行了比较。我们的分析模型提供了一个有效的手段来计算合成伽玛暴余辉光变曲线和光谱，这是论文II的重点。
2017-10-19 astro-ph.HE
Effects of radiative losses on the relativistic jets of high-mass microquasars
上下文相对论性喷流在天体物理学中无处不在。高质量微类星体（HMMQs）是研究这种喷流的有用实验室，因为它们相对较近，并且在可观测的时间尺度上演化。然而，射流传播进入的环境介质远非均匀的。到目前为止，相应的模拟研究考虑了各种形式的风形环境介质，但通常忽略了辐射冷却和相对论效应。目的。我们研究了辐射损失和系统参数对HMMQs中相对论喷流的动力学和结构效应，从喷流发射到其传播经过几十个轨道分离。方法.我们使用3D相对论流体动力学模拟，包括参数化的辐射冷却来自相对论热等离子体分布进行参数研究，围绕两个基准的情况下，天鹅座X-1和天鹅座X-3的启发。结果辐射损失在天鹅座X-3中比天鹅座X-1中更重要。不同的喷流功率、喷流温度或施主星的风在喷流形成和不稳定性最初发展的早期往往比喷流达到湍流状态的后期产生更大的影响。结论.辐射损失至少在天鹅座X-3的情况下可能是动态和结构相关的，因此应该更详细地研究。
2021-11-23 astro-ph.HE
Numerical simulations of dynamics and emission from relativistic astrophysical jets
活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）的相对论性喷流（喷流）的宽带辐射包含了关于喷流本身性质和发射喷流的中心发动机的有价值的信息。模拟喷流的观测特征是使用专门为计算天体物理等离子体的多波长、随时间变化的非热发射而开发的辐射转移代码计算的。我们提出了一系列长期项目的结果，致力于了解的动力学和喷流在秒差距尺度AGN喷流，耀变体和余辉阶段的伽玛暴的排放。
2013-01-20 astro-ph.HE
From electrons to Janskys: Full stokes polarized radiative transfer in 3D relativistic particle-in-cell jet simulations
相对论性河外喷流的基本等离子体成分在很大程度上仍然未知。相对论磁流体动力学（RMHD）模型能够再现许多观察到的宏观特征，这些外流。然而，甚长基线干涉（VLBI）阵列检测到的非热同步辐射，是一个副产品的动力学尺度的物理发生在喷流，物理不直接在大多数RMHD代码建模。本文试图辨别不同的等离子体成分之间的相对论喷流的辐射差异，使用小规模的三维相对论粒子在细胞（PIC）模拟。我们生成两个PIC射流模拟的全斯托克斯成像，其中一个射流由电子-质子（$e^{-}$ - $p^{+}$）等离子体组成（即，正常等离子体射流），和其中射流由电子-正电子（$e^{-}$ - $e^{+}$）等离子体组成的另一种（即，一对等离子体射流）。我们研究了从这两个射流模拟中产生的线偏振（LP）和圆偏振（CP）的形态和强度的差异。我们发现，从$e^{-}$ - $p^{+}$等离子体射流中发出的CP的分数水平比从具有相似速度和磁场强度的$e^{-}$ - $e^{+}$等离子体射流中发出的水平大几个数量级。此外，我们发现两种喷流组合物的线偏振和圆偏振同步辐射的形态是不同的。我们还证明了慢光插值的重要性，我们强调的效果，有限的光交叉时间所产生的偏振光线追踪时，通过相对论等离子体。
2021-06-09 astro-ph.HE
GRB Afterglow of the Sub-relativistic Materials with Energy Injection
在致密双星合并和大质量恒星核心坍缩过程中发射的亚相对论物质在分层环境中膨胀时获得速度结构。来自致密天体或核心坍缩的残余物（旋转的磁化中子星（NS）或中心黑洞）可以通过自旋下降的光度或/和吸积回退物质向余辉注入能量，产生更新的冲击，修改动力学，并在不同的时间尺度和能量带上产生丰富的辐射特征。我们推导出同步光变曲线在分层的环境中时，幂律速度分布参数化的冲击波的能量，和残余不断注入能量到爆炸波。作为最相关的情况下，我们描述了最新的多波长余辉观测（$\gtrsim 900$天）的GW 170817/GRB 170817 A事件通过同步辐射余辉模型与能量注入的亚相对论性材料。亚相对论材料的残留物和同步辐射的特征分别与自旋磁化NS和更快的“蓝色”kilonova余辉一致。利用多波段观测的一些短爆发的证据kilonova，我们提供了预期的余辉发射的约束。
2022-05-19 astro-ph.HE
Magnetic acceleration of relativistic jets
本文简要地回顾了相对论喷流磁加速理论的最新进展。我们试图用基本的物理参数和简单的计算来解释这个复杂理论的关键结果。主要的重点是标准模型，它描述了稳态轴对称理想MHD流。我们认为，这种模式是过度限制，并讨论各种替代方案。
2010-06-11 astro-ph.HE
Signatures of Relativistic Helical Motion in the Rotation Measures of AGN Jets
极化已被证明是探测相对论性喷流中磁场的一个宝贵工具。内禀极化矢量图为喷流内均匀的环形主导磁场提供了迄今为止最好的证据。最近，地图的旋转措施（RM）在喷流首次探讨了场的几何形状的冷却，适度相对论周围的材料。在大多数情况下，检测到环形磁场的清晰特征，对应于RM剖面中横向于射流的梯度。然而，在许多对象中，这些配置文件也显示出显着的不对称性，这是难以解释的简单的螺旋射流模型。此外，在某些情况下，RM分布是强烈的频率和/或时间依赖性的。在这里，我们表明，这些功能可以自然占包括相对论性的螺旋运动的射流模型。特别是，我们能够再现弯曲RM剖面中观察到的各种射流，频率依赖RM剖面形态，甚至在3C 273结RM剖面的时间依赖性。最后，我们预测，一些源可能会显示在其RM配置文件在足够高的频率反转，取决于射流鞘速度横向和平行于射流的组件的比例。因此，多频RM地图承诺一种新的方式来探测相对论外流的速度结构。
2009-08-20 astro-ph.HE
How Plasma Properties of the Fanaroff-Riley Jet can Shape its Morphology
Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿里亚巴塔观测科学研究所）；Department of Applied Physics, Mahatma Jyotiba Phule Rohilkhand University（马哈特玛·乔蒂巴普尔罗希勒坎德大学应用物理系）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）；School of Astrophysics, Presidency University（总统大学天体物理学院）
通过三维磁流体动力学模拟研究等离子体组成如何影响Fanaroff-Riley喷流的形态转变。
2026-01-14 astro-ph.HE
What powers the radio emission in TDE AT2019dsg: a long-lived jet or the disruption itself?
潮汐破裂事件AT2019dsg从无线电到X射线都被观测到，可能伴随着高能中微子。以前的解释集中在一个中央发动机作为无线电发射的能量来源的持续注入。我们表明，连续的能量注入是不必要的，无线电数据可以解释由一个单一的喷射等离子体，提供所需的所有能量。为了支持这一论断，我们分析了同步辐射自吸收光谱的均分模型。类似于以前的分析，我们发现，在无线电发射区域的能量增加约$\propto t^{0.7}$和该区域的长度规模增长$\propto t$的速度$\simeq0.06c$。这一事件类似于超新星遗迹的最早阶段：因为喷出的质量比冲击的外部质量大得多，它的速度保持不变，而冲击气体的能量随着时间的推移而增长。无线电发射材料从流出物获得能量，而不是中心物体继续注入能量。虽然不能完全排除吸积黑洞的能量注入，但能量注入率与回退光度有很大不同，保持恒定的外流速度需要微调，需要进一步的物理解释。如果中微子关联是真实的，则所需的能量注入要比射电辐射大得多，这表明探测到的中微子不是来自射电辐射区。
2022-02-08 astro-ph.HE
Radiation from a Relativistic Poynting Jet: some general considerations
我们提供的通量和辐射产生的最大频率时，在相对论性的，高度磁化的磁场，喷流耗散和粒子加速使用一般的考虑估计。我们还提供了限制射流洛伦兹因子和磁化参数从观察到的通量。利用电磁张量产生的标量的洛伦兹不变性，给出了粒子加速的约束条件和出射辐射的一般特征。我们发现，低于峰值的频谱软化与降低频率。这种光谱特征可能是识别磁喷流的一种方法。
2015-09-01 astro-ph.HE
An Off-Axis Relativistic Jet Model for the Type Ic supernova SN 2007gr
提出了一个Ic型超新星SN 2007 gr的离轴相对论性喷流模型。爆炸中的大部分能量（$\sim2\times10^{51}$ erg）包含在产生超新星的非相对论性喷出物中。光发射来自于在体SN喷出物中合成的$\rm ^{56}Ni$的衰变过程。初始速度约为光速的0.94倍的相对论性喷流中只含有非常少的能量（$\sim10^{48}$ erg）。无线电和X射线发射来自这个相对论性喷流。利用沃尔夫-拉叶星（Ic型SN的祖先）的一些典型参数，即，质量损失率$\dot{M}=1.0 \times10^{-5} M_{\odot} \rm yr^{-1}$和风速$v_{\rm w}=1.5\times10^{3} \rm km s^{-1}$以及观测角$θ_{\rm obs} = 63.3^{\circ}$，可以得到与观测值吻合较好的多波段光变曲线。所有的观测数据都与我们的模型相一致。因此，我们得出结论，SN 2007 gr包含一个弱的相对论性喷流，我们是从离轴观测喷流。
2011-04-14 astro-ph.HE
The Polarization Behavior of Relativistic Synchrotron Jets
我们描述了一个几何模型的同步辐射从blazar喷流，包括多个发射区的湍流磁场和一个瞬态核心的螺旋B场。包括射流发散，粒子冷却和相对论PA旋转（RPAR）的观察者框架的影响，我们发现偏振行为与最近的监测活动的数据一致。我们预测，在某些情况下，多$π$旋转相位应该表现出相对论诱导的速率阶跃$d{\rm PA}/dt$和极化调制$Π$，这可能有助于抑制喷流$Γ$和$θ_{\rm obs}$。此外，RPAR增强了波段差异，这对于比较无线电、光学以及很快的X射线PA和$Π$变化将特别有趣。
2018-07-27 astro-ph.HE
Decelerated sub-relativistic material with energy Injection
我们研究了非相对论性物质由于其周围环境的影响而减速所产生的余辉的演化。喷出物质量发射到星周介质中，其等效动能表示为幂律速度分布$E\propto (Γβ)^{-α}$。该介质的密度分布遵循幂律$n(r)\propto r^{-k}$，其中$k$为分层参数，其解释了恒定介质（$k=0$）和风状介质（$k=2$）的通常情况。还假设了一个持久的中央发动机，它将能量注入喷射的材料（$E\propto t^{1-q}$）。通过我们的模型，我们显示了不同初始条件下与这种发射相关的预测光变曲线，并注意到这些参数的变化对频率，时间尺度和强度的影响。在Kilonova情景中讨论了结果。
2021-08-24 astro-ph.HE
The propagation of relativistic jets in external media
相对论喷流在包含致密物体的天体物理系统中无处不在。它们将大量的能量传输到离源很远的地方，它们与周围介质的相互作用对系统的演化有着至关重要的影响。射流的传播的特点是形成一个冲击的“头”在前面的射流消散射流的能量和茧包围射流和潜在的准直it.We在这里提出了一个自洽的，分析模型，遵循的射流和它的茧的演变，并描述它们的相互作用。我们发现，决定射流茧系统的性能的关键参数是射流的能量密度和周围介质的静止质量能量密度之间的无量纲比率。该参数与射流的喷射角一起，也决定射流是否被茧准直。该模型适用于所有尺度的相对论性非磁化喷流，可用于确定活动星系核喷流以及伽玛暴或微类星体的条件。结果表明，活动星系核和微类星体喷流由于与周围介质的相互作用而被流体动力学准直，而伽玛暴喷流只能在恒星内部被准直，一旦爆发就变得不准直。
2011-07-07 astro-ph.HE
Two-dimensional Numerical Study for Rayleigh-Taylor and Richtmyer-Meshkov Instabilities in Relativistic Jets
利用二维狭义相对论流体动力学模拟研究了非旋转单组分射流的稳定性。通过假设射流轴向平移不变性，排除了Kelvin-Helmholtz模的失稳效应。突出了具有正常射流速度的射流的横向结构的非线性演化。在我们的研究中，一个有趣的发现是，Rayleigh-Taylor和Richtmeier-Meshkov型不稳定性可以破坏圆柱形射流配置作为自发诱导的径向振荡运动的结果。这是由热能和体动能之间的原位能量转换提供动力。射流与周围介质的有效惯性比$η$决定了不稳定性开始的阈值。射流的横向结构持续存在时，应满足条件$η< 1$。
2013-06-05 astro-ph.HE
Decelerating relativistic two-component jets
横向分层是天体物理喷流的一个普遍的内在特征。越来越多的证据表明，射电星系中的喷流由喷流轴上的快速低密度流出物组成，周围是速度较慢，密度较大的延伸喷流。内部和外部射流分量则具有不同的起源和发射机制，使得它们的有效惯性、磁化、相关能通量和角动量含量也不同。它们的界面将产生差异旋转，在那里可能发生破裂。在这里，我们调查的稳定性旋转，两个组件的相对论性外流典型的射流在射电星系。为此目的，我们参数化地探讨了径向分层射流横截面的长期演变的数值网格自适应相对论MHD模拟，增加了近似线性稳定性分析。我们研究了动态重要的极向磁场的影响，与不同的贡献的内部组件射流的总动能通量的射流，对它们的非线性方位稳定性。我们表明，具有高动能通量的双组分射流，以及内部射流的有效惯性高于外部射流的有效惯性，受到相对论增强，旋转诱导的瑞利-泰勒型不稳定性的发展。这种不稳定性起着重要的作用，在减速的内部射流和整体射流不准直。这种新颖的减速方案可以部分解释射电源二分法，将其直接与中央发动机发射内部喷气组件的效率相关。当内喷流与外喷流的相对动能通量超过某一临界值时，就会发生FRII/FRI转变。
2009-10-02 astro-ph.HE
Classical and relativistic evolution of an extra-galactic jet with back-reaction
本文考虑在Lane-Emden（$n=5$）介质中运动的湍流射流.守恒量是能量通量，它允许找到一阶速度的解析表达式和近似轨迹。能量的相对论通量守恒允许导出一阶速度的解析表达式，并数值地确定轨迹。在经典和相对论的情况下，由于轨道的辐射损失的反反应进行了评估。
2018-12-12 astro-ph.HE
Synchrotron radiation of self-collimating relativistic MHD jets
本文的目的是从具有大尺度螺旋磁场的准直相对论磁流体动力学（MHD）射流的最新模拟模型中获得同步辐射的特征。我们用PLUTO程序对喷流加速区进行了轴对称的狭义相对论MHD模拟。计算域从磁盘的慢磁声发射表面延伸到6000 ^2史瓦西半径，允许达到高度相对论性的洛伦兹因子。坡印亭主导的盘风发展成洛伦兹因子为8的射流，并准直到1度。除了磁盘喷流，我们进化出一个热驱动的脊柱喷流，从一个假设的黑洞日冕。通过求解线偏振同步辐射在喷流中的输运，我们直接从Stokes参数导出了VLBI射电和（亚）毫米诊断，如核位移、偏振结构、强度图、光谱和法拉第旋转测度（RM）。我们还研究了依赖于光束分辨率和观测频率的退偏振和可探测性。我们发现非单调的内在RM配置文件，可以检测到在100史瓦西半径的分辨率。在我们的准直射流几何结构中，偏振方向上的严格双模态（如Pariev等人所预测的）。是可以规避的。由于相对论像差的存在，喷流中偏振矢量的不对称性可以暗示中心发动机的旋转方向。
2011-05-21 astro-ph.HE
Radiation driving and heating of general relativistic jets under Compton scattering regime
研究了吸积盘强辐射与定常的一般相对论性喷流的相互作用。辐射场在康普顿散射下将动量和能量赋予流出的射流。结果，射流获得动量，同时被加热。根据其基本性质，射流可分为A、B和C型。我们发现A型喷流可以发生激波转捩。它还表明，在康普顿散射制度，辐射可以驱动射流开始与非常小的热能在基地（B和C型射流）。这样，辐射甚至可以以相对论性跨音速喷流的形式加速束缚物质（广义伯努利参数$E<1$）。这与汤姆逊散射区中的辐射驱动射流形成鲜明对比，汤姆逊散射区中的跨音速射流仅针对$E>1$获得。我们还表明，对于一个给定的光盘光度，射流在康普顿散射制度表现出最小的终端速度，不像在汤姆逊散射域。此外，吸积盘光度和喷流等离子体成分的影响进行了研究。${{\rm e}^--{\rm p}^+}$喷流被加速到大约几个洛伦兹因子，而对于轻子主导的喷流，最小洛伦兹因子在中等圆盘亮度下超过$10$，在高亮度圆盘上可以达到几十。
2018-10-26 astro-ph.HE
On the injection spectrum of relativistic electrons in high-redshift radio galaxies
我们指出，高红移射电星系的超陡射电光谱的显着线性反映了以前报道的一般趋势，强大的射电星系，根据该光谱曲率较小的源具有陡峭的光谱（近静止帧1 GHz测量）。我们认为，现有的理论和观测证据的基础上，这是过早的结论，粒子加速机制在源具有直，超陡的无线电频谱引起辐射电子的超陡注入频谱。在经验支持，我们表明，估计的注入光谱指数，可用于35个紧凑的陡谱（CSS）射电源的代表性样本是不相关的与他们的休息帧（固有）的旋转措施，这是已知的是典型的大，表明一个密集的环境，也是高$z$射电星系的情况。
2011-10-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
The baryon loading effect on relativistic astrophysical jet transport in the interstellar medium
天体物理学相对论喷流的组成仍然不确定。通过动力学粒子模拟，我们发现，在喷流中的重子分量，或所谓的重子加载效应（BLE），严重影响相对论喷流输运动力学的星际介质。一方面，由于喷流电子通过布内曼诱导的静电波和韦伯介导的无碰撞激波从喷流重子中吸收了大量能量，相对论喷流可以在更远的距离内传输;另一方面，通过增加BLE，射流电子相空间分布可以由底部宽单峰结构转变为中心宽多峰结构，这在很大程度上影响所观察到的射流形态。相关的天体物理学研究的意义进行了讨论。
2018-09-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Transformation of the Poynting flux into the kinetic energy in relativistic jets
研究了相对论性喷流从坡印亭到物质支配阶段的加速过程。通常有两种准直状态，我们相应地称之为平衡态和非平衡态。在第一个区域，射流被有效地加速，直到动能和电磁能之间的均分。我们表明，平衡射流后，不再是坡印廷为主，电磁的动能的比例下降，只有几何，使这样的射流成为真正的物质占主导地位，只有在非常大的距离。非平衡喷流一般保持坡印廷主导，直到物理上大的距离。在唯一的情况下，当一个非平衡射流被加速到均分水平，我们发现，该流是不是继续到无穷大，但集中在轴在一个有限的距离从原点。
2009-09-30 astro-ph.HE
A Simulation Study of Low-Power Relativistic Jets: Flow Dynamics and Radio Morphology of FR-I Jets
本研究利用高分辨率三维相对论流体动力学模拟，探讨了低功率相对论喷流的流体动力学与射电形态，发现体洛伦兹因子等参数决定流动结构，且轻度相对论喷流可解释观测到的不对称性。
2024-09-27 astro-ph.HE
Shocks in radiatively driven time dependent, relativistic jets around black holes
研究了在吸积盘辐射场影响下的含时相对论喷注。吸积盘由内部致密的日冕和外部亚开普勒盘组成。流体的热力学由多组分流体的相对论状态方程（EoS）控制，从而能够研究组合物对射流动力学的影响。喷流起源于中心黑洞附近，那里的引力效应很明显，并且穿越很长的距离，只有特殊相对论处理才足够。所以我们修改了平坦度规，把引力的影响包括进去。在这个修改后的相对论框架中，我们已经开发了一个新的总变差递减（TVD）的例程，随着多物种EoS的目的。我们表明，射流的加速至关重要地取决于流量组成。所有的结果都是跨音速的，从很低的喷射速度开始，射流可以达到高的洛伦兹因子。对于亚爱丁顿光度，轻子主导的喷流可以被加速到洛伦兹因子> 50。由于吸积盘动力学的变化而引起的辐射场的变化将在有限的时间内传播到喷流。因此，由于圆盘结构的变化而引起的辐射场的任何变化都会在影响外部之前影响射流的下部。这可以驱动射流中的激波转变。取决于盘振荡频率、振幅和射流参数，这些冲击可以彼此碰撞并且可以触发冲击级联。
2022-05-21 astro-ph.HE
The influence of the jet opening angle on the appearance of relativistic jets
本文重新研究了考虑几何开口时相对论喷流的出现问题。我们提出了一个新的标准来定义视速度和多普勒因子，我们认为这是由最亮的射流区。利用不同的速度剖面，数值计算了非等速射流的表观速度和多普勒因子。我们认为，如果运动是相对论性的，高超光速速度beta_{app} ~ γ，预期的情况下的等速喷流，只有可能的几何准直小于相对论光束角1/γ。这相对独立于射流速度分布。对于大于1/gamma的喷流准直角，喷流的视在图像将总是由直接朝向观察者行进的喷流部分主导，其洛伦兹因子< gamma，导致最大视在速度小于gamma}。此外，摆脱了同动力学假设，得到了观测角和多普勒因子之间的复杂关系，导致重要后果的数值计算的活动星系核的人口和统一方案模型。
2011-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic field structure of relativistic jets without current sheets
我们提出了一个分析类的平衡解的结构的相对论剪切和旋转磁化射流不包含边界电流片。我们证明了这些解决方案的整体动力学稳定性，最重要的是，一个更好的数值电阻稳定性比常用的无力结构，不可避免地需要耗散的表面电流的存在。射流的体积受到外部压力的限制，表面上没有压力梯度。我们计算预期观察到的属性，这样的射流。考虑到这些解的简单性，我们建议将它们作为相对论性喷流模拟的有用初始条件。
2011-10-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Particle Injection and Nonthermal Particle Acceleration in Relativistic Magnetic Reconnection
本研究通过PIC模拟揭示相对论性磁重联中引导场强度与区域大小对粒子注入及加速的影响，识别出三种注入机制及不同引导场下的主导加速电场，为解释高能天体物理辐射提供依据。
2023-03-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
