The gamma-ray properties of radio-selected extragalactic jets
在射电噪声较大的活动星系核中，大多数河外喷流都是明亮的、可变的伽马射线源，费米/LAT对它们进行了连续监测。我们介绍了射电活动星系核的MOJAVE和TANAMI活动星系核样品的伽马射线特性。这两个程序提供了使用甚长基线干涉测量（VLBI）技术的秒差距尺度的无线电喷流的属性。这些信息对于理解这些源的宽带发射机制是重要的。在这项工作中，我们比较了两个样本的无线电和伽马射线的性质，并提出了上限的无线电最亮的喷流源尚未检测到费米/LAT的伽马射线通量。
2010-06-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Contribution to the extragalactic neutrino background from dense environment of GRB jets
长伽马射线暴（GRB）是目前确认的粒子加速到相对论能量的站点，由于观测到的伽玛射线发射在GeV-TeV的能量范围。我们考虑的情况下，加速电子的机制也负责加速强子在伽玛射线暴喷流多PeV的能量。由于长伽马射线暴的前身是仍然沉浸在密集的星团中的大质量恒星，这些强子在逃离喷流后可以有效地与物质相互作用。我们从强子与伽玛暴周围巨大云团物质的相互作用中计算了中微子的光谱。这些中微子形成余辉的时间尺度取决于它们在云中的扩散时间尺度。由于这种长时间的延迟，它们与任何特定的伽玛射线暴的识别是不可能的。我们估计的贡献中微子从这样的余辉河外中微子背景最近报道的冰立方天文台。
2022-01-28 astro-ph.HE
Synergies in extragalactic and Galactic jet research
银河系中与吸积X射线双星有关的相对论性喷流和超光速源的发现，为研究致密天体外流的物理学开辟了新的途径。银河系喷流的时间尺度很短，角度相对较大，这使得我们能够以前所未有的细节来探索相对论性外流的物理学。在这篇文章中，我讨论了最近的银河系喷流模型的结果，包括辐射和动力学方面，这可以揭示他们的河外堂兄弟的不同功能。
2014-10-14 astro-ph.HE
The Origin of the X-ray Emission in Two Well-Aligned Extragalactic Jets: The Case for IC/CMB
在过去的二十年里，最常用的解释高，硬X射线发射的解决类星体喷流一直是逆康普顿散射的宇宙微波背景（IC/CMB），这需要喷流保持高度相对论性的10-1000 kpc的规模。近年来，各种各样的观测证据，包括伽马射线的上限，都不支持这种解释，而支持同步加速器的起源。虽然IC/CMB模型通常预测高水平的伽马射线发射，但从未被检测到。在这里，我们报告的低状态费米/LAT γ射线谱的检测与两个喷射活动星系核，这是一致的IC/CMB模型的预测，其X射线发射。我们已经使用档案多波长观测，以精确预测预期的最小通量在GeV波段，假设X射线发射的kpc级喷流是完全由于IC/CMB过程。在这两个源- OJ 287和PKS 1510-089 -中，最小检测到的伽马射线通量水平与预测一致。这两个源表现出极端的超光速自行相对于他们的喷流功率，这认为良好的对齐的IC/CMB模型所需的喷流。在PKS~1510-089的情况下，不能排除最小伽马射线通量水平是由于可变堆芯的低状态，其仅偶然地与IC/CMB预测相匹配。用费米/LAT进行持续的长期监测可以通过检测重组光变曲线中的平台特征来解决这个问题，这将清楚地表明存在不可变发射成分。
2019-08-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Large Scale Extragalactic Jets in the Chandra era I: data reduction and analysis
在本文中，我们报告的第一阶段的调查河外喷流的X射线特性。我们的方法是将钱德拉探测到的所有X射线源进行统一的还原。使用钱德拉档案数据的106个这样的来源，我们测量X射线通量在三个波段，并比较这些无线电通量。我们讨论的样品，减少的方法，并提出了第一个结果的比率的X射线射电流量的喷气节点和热点。特别是，我们应用统计检验的关键观测参数的各种分布，以评估不同类别的源之间的差异。随后的论文将处理各种分歧，如考虑如何以及观测数据满足不同的辐射过程提出的FRI无线电星系和类星体的结的期望。
2011-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic Jets from Radio to Gamma-rays
尽管黑洞的喷流在40多年前就被首次发现，但我们仍然对这些系统的许多主要方面一无所知-包括高能辐射机制，喷流的粒子组成，以及粒子如何加速，可能高达100 TeV和数百kpc的能量。我们特别关注的发现（和神秘的）强X射线发射从无线电喷流的千帕尺度，使无与伦比的高分辨率的\emph{Chandra} X射线天文台。我们回顾了过去20年来支持和反对解释这种X射线发射的可行模型的主要证据。最后，我们提出了最近的一项研究结果的X射线变化的kpc规模的射流，在那里我们发现的证据表明，30-100\%的X射线喷流人口是可变的百分之十的水平。短（$\sim$年）的变化时间尺度与X射线的IC/CMB模型不兼容，并且意味着嵌入kpc尺度喷流内的结构非常小，因此需要重新考虑许多关于喷流结构和动力学的假设。
2023-03-15 astro-ph.HE
Revisiting the EC/CMB model for extragalactic large scale jets
钱德拉X射线天文台最杰出的成果之一是发现活动星系核喷流在非常大的尺度上是明亮的X射线发射体，高达数百kpc。其中，平谱射电类星体的强大和光束喷流特别有趣，因为X射线发射不能通过低频同步加速器光谱的外推来解释。相反，最常见的模型调用逆康普顿散射的光子的宇宙微波背景（EC/CMB）的机制负责的高能量发射。EC/CMB模型最近受到批评，特别是因为它应该预测在MeV-GeV波段的显着稳定通量，而费米/LAT望远镜没有检测到两个最好的研究喷流（PKS 0637-752和3C 273）。在这项工作中，我们重新审视EC/CMB模型的一些方面，并表明电子冷却在塑造频谱中起着重要的作用。这可以通过抑制发射粒子群的高能量端来解决伽马射线的过度产生。此外，我们表明，在EC/CMB模型中的冷却预测了一类新的扩展射流，在X射线中是明亮的，但在无线电和光学波段沉默。这些喷流更有可能位于中等红移，并且由于选择效应，在所有以前的X射线巡天中都会被错过。
2016-12-30 astro-ph.HE
Astrophysical magnetohydrodynamical outflows in the extragalactic binary system LMC X-1
在这项工作中，我们首先提出了一个基于相对论磁流体力学定律的研究双星系统和微类星体天体物理流动的模型。然后，通过求解与时间无关的传输方程，我们估计了强子天体物理喷流中的初级粒子和次级粒子的分布以及高能中微子和$γ$ -射线的发射率。我们的主要目标之一是通过考虑粒子进入强子喷注的各种能量损失，通过输运方程确定相对论性强子喷注的相应粒子分布。作为一个具体的例子，我们研究河外双星系统LMC X-1位于大麦云，我们的银河系的卫星星系。
2020-09-29 astro-ph.HE
Inverse Depolarization: A Potential Probe of Internal Faraday Rotation and Helical Magnetic Fields in Extragalactic Radio Jets
最近的观察表明，随着波长的增加，在一个小数目的光学薄喷流功能，即“逆去极化”的分数线性偏振增加的动机，我们提出了一个物理模型，可以解释这种效果，并可能提供一个新的和互补的探测的低能量粒子人口和可能的螺旋磁场在河外射电喷流。在我们的模型中，结构的不均匀性在射流磁场创建沿视线的极化抵消。内部法拉第旋转，其增加像波长平方，作用是从喷流的远侧和近侧对准偏振，导致在较长波长处增加偏振。正确类型的结构不均匀性在螺旋磁场中自然产生，并且也会出现在随机缠结的磁场中。我们探索这两种选择，并发现，对于随机场，纠缠的长度尺度不能太小的射流直径的一小部分，仍然是一致的，在这些功能中观察到的分数极化的相对较高的水平。我们还发现，螺旋磁场自然产生的横向结构的逆去极化，这可能是可观察到的，即使在部分解决射流。
2012-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Synchrotron-Loss Spectral Breaks in Pulsar-Wind Nebulae and Extragalactic Jets
同步辐射物质的流动可以在几个天体物理环境中找到，包括河外喷流和脉冲风星云（PWNe）。对于X射线同步辐射，流动时间通常比电子辐射寿命长，因此在给定X射线能量下的有效源尺寸是在该能量下辐射的电子在燃烧之前可以对流的距离。由于同步辐射损失随电子能量变化很大，因此源的大小随X射线能量的增加而下降，导致同步辐射光谱变陡。对于均匀源，这种烧蚀产生了众所周知的结果，即源的综合光谱指数陡化0.5。然而，对于不均匀的源，不同的陡化量是可能的。我展示了一个简单的相对论性电子流出的唯象图像，具有整体非相对论性流速，横向流管半径，磁场强度，物质密度和流速都随着距离注入点的不同幂而变化。对于这样一幅图，我计算了作为幂律指数函数的突变点以上的谱指数的值，并给出了可能的陡化范围。我表明，这些简单的计算证实了源光度，其中还包括光谱“凸点”以下的突破，从以前在较高的能量电子积累的完整集成。在许多情况下，河外喷流的X射线同步辐射比射电辐射陡0.5倍以上;许多脉冲风星云也表现出同样的现象。至少在某些情况下，源的不均匀性是可能的，因此谱陡化的量成为源动力学或几何性质的诊断。
2009-07-27 astro-ph.HE
Three-dimensional Simulations of AGN Jets: Magnetic Kink Instability versus Conical Shocks
活动星系核（AGN）中的相对论喷流将其能量的一半转化为辐射。为了探索这一转换的过程知之甚少，我们进行了完全三维磁流体动力学（MHD）模拟相对论磁化射流。与在大半径处注入射流的标准方法不同，我们的模拟射流自洽地在源处形成，并在与周围介质相互作用之前向外传播和加速几个数量级的距离。我们发现，这种相互作用可以触发强烈的能量耗散的两种射流内，取决于周围介质的属性。那些在新的爆发中形成并穿过周围介质钻一个新孔的喷流成为3D磁扭结不稳定性的牺牲品，并主要通过由不稳定性形成的电流片中的磁重联来耗散它们的能量。另一方面，在活动星系核活动的重复循环过程中形成的喷流，通过周围介质中预先存在的洞逃逸，主要在MHD准静态冲击中保持稳定并耗散能量。在这两种情况下，耗散区域可以与环境气体的密度分布的变化相关联。活动星系核喷流中的邦迪半径就是这样一个位置。
2017-06-02 astro-ph.HE
The nature of extragalactic radio-jets from high-resolution radio-interferometric observations
河外喷流是射电噪声活跃星系的一个共同特征。所观察到的射流与整体气流的关系的性质尚不清楚。特别是，目前尚不清楚使用甚长基线干涉测量技术（VLBI）观测秒差距尺度喷流是否揭示了沿喷流发展和传播的波浪状结构，或追踪喷流本身。在这篇文章中，我回顾了在过去几年中收集的证据，表明螺旋射电喷流的脊线不对应于观测文物。这一结论是通过对类星体S5~0836+710射电喷流在不同频率和历元的VLBI观测研究得出的。在误差范围内，喷流中发射的脊线在所有频率上都是一致的。此外，在不同时期观察到的脊线之间的微小差异揭示了横向于射流传播轴的波浪状运动。我也讨论了类似的结果，虽然有不同的解释，由其他作者获得。目前的挑战是测量这些波的传播速度，并试图用简单的扰动或开尔文-亥姆霍兹不稳定性来描述它们，这将有助于理解波发展的物理条件。这一问题只能通过高分辨率观测来解决，例如通过空间无线电天线Radioastron可以实现的观测。
2014-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the shear acceleration model for the X-ray emission of large-scale extragalactic jets
强烈的X射线发射的性质，从强大的河外喷流在大（$>1$千秒差距）规模仍有争议。由于缺乏GeV波段的伽马射线发射，引起电子对CMB的逆康普顿散射的方案受到了挑战。另一种方法是假设同步辐射是由一个独特的超高能电子群产生的。在这里，我们提出了一个具体的尝试，应用这种情况下，探索特定的模型，其中超高能电子加速在剪切层周围的射流。我们限制的研究，非相对论性的流动和粒子加速处理的福克-普朗克方程。观测到的低能（无线电、光学）和X射线发射之间的关系促使我们假设，所需的预加速粒子数是由负责加速低频发射电子的冲击提供的。我们将该模型应用于PKS 0637-752和PKS 1136-135，两个最好的研究对象的喷气机的主要节点的排放。对于所采用的基准参数组，射流功率不超过$10^{48}$ erg s $^{-1}$的极限值的条件约束了$10$ $μ$ G以上的磁场，并且指示PKS 0637-752的中等聚束（$δ\simeq 2$）。对于这两种源，如果剪切层中的磁湍流遵循柯尔莫哥洛夫谱（$I(k)\propto k^{-q}$和$q=5/3$），则可以满足电子加速比辐射冷却更快的要求，但在类似玻姆的情况下（$q=1$）不能满足。
2020-12-29 astro-ph.HE
The Chandra Survey of Extragalactic Sources in the 3CR Catalog: X-ray Emission from Nuclei, Jets, and Hotspots in the Chandra Archival Observations
作为我们计划建立一个完整的无线电和X射线数据库的所有3CR河外射电源的一部分，我们提出了一个分析的93个来源，钱德拉档案数据。这些资料大部分已经公布。在这里，我们提供了一个统一的重新分析，目前的核X射线通量和X射线发射与无线电喷流结和热点，使用公开的无线电图像和新的无线电图像，已建成的VLA档案中的数据。对于所选样本中约1/3的源，文献中没有报道Chandra和射电观测之间的比较：我们发现X射线探测到2个新的射电喷流结和17个热点。我们还报告了对15个星系团星系际介质扩展发射的X射线探测，其中两个星系团很可能是以前未知的。
2016-09-22 astro-ph.HE
Decay of the toroidal field in magnetically driven jets
本文对非相对论性的磁驱动喷流在分层大气中的传播进行了三维模拟，模拟范围为30年左右的距离和20年左右的侧向扩展。模拟捕获的射流加速通过临界表面和（扭结）不稳定性的发展驱动的自由能在环形磁场组件。不稳定性破坏了磁场的有序螺旋结构，耗散了阿尔芬距离约2-15倍的长度尺度上的环向场能量。我们比较的结果与2.5D（轴对称）模拟，这不会变得不稳定。在这两种情况下，流动的加速被发现是非常相似的，但加速的机制不同。在2.5D的情况下，大约20%的坡印亭通量保留在流动中，在3D的情况下，这部分在很大程度上是内部耗散的。一半的耗散能量可用于光发射;产生的辐射将产生类似于原恒星喷流的结构。
2009-07-20 astro-ph.HE
Dominance of outflowing electric currents on decaparsec to kiloparsec scales in extragalactic jets
螺旋磁场嵌入在喷流的活动星系核（AGN）的理论模型，主张电磁发射的喷流的范围广泛的要求。在大多数模型中，磁场的方向是随机的，但如果轴向场是由吸积盘中旋转方向上的电流产生的宇宙电池产生的，则活动星系核吸积盘的自旋方向与轴向场的方向之间存在相关性，这导致轴向电流、方位磁场、以及由于视线磁场的系统性变化而导致的在射流上观察到的横向法拉第旋转（FR）梯度。我们认为新的观测证据的存在下，一个嵌套的螺旋磁场结构，如将带来的操作的宇宙电池，并作出预测的预期行为的横向FR梯度上观察到的decparsec和千秒差距尺度。如果在秒差距尺度上的主导方位场对应于沿喷流向内流动的轴向电流，而在千秒差距尺度上的（较弱的）主导方位场对应于喷流和/或扩展盘风的外鞘中的向外流动的电流，则可以理解所收集的结果。
2016-05-29 astro-ph.HE
A Simulation Study of Ultra-relativistic Jets -- II. Structures and Dynamics of FR-II Jets
我们通过三维相对论流体动力学（RHD）模拟研究了注入团内介质（ICM）的超相对论喷流的结构和相关的流动动力学，如冲击，速度剪切和湍流。为此，我们开发了一个高阶精度的RHD代码，配备了加权基本无振荡（WENO）方案和现实的状态方程（Seo等人，2021，论文I）。使用该代码，我们探索了一组喷流模型与相关的参数FR-II射电星系。我们确认，整体射流形态主要由射流功率决定，射流与背景的密度和压力比起次要作用。具有较高功率的射流传播得更快，导致更细长的结构，而具有较低功率的射流产生更多延伸的茧。射流中的剪切界面是动态不稳定的，因此，发展出具有激波和湍流的混沌结构。我们发现，通过冲击和湍流耗散的喷射注入的能量的分数是更大的，在不太强大的射流，虽然耗散的能量的实际量更大，在更强大的射流。在较低功率射流中，回流在能量耗散中占主导地位，这是由于宽茧充满了激波和湍流。相反，在较高功率的射流中，回流和射流脊流对于能量耗散都是重要的。我们的研究结果表明，不同的机制，如扩散激波加速，剪切加速，和随机湍流加速，可能参与了超高能宇宙射线在FR-II射电星系的产生。
2021-07-29 astro-ph.HE
Recollimation shocks and radiative losses in extragalactic relativistic jets
我们提出了一个相对论性喷流与外部介质的相互作用，包括辐射损失的冲击气体的影响，诱导的再准直冲击的最先进的模拟结果。我们的模拟证实了--正如早期半解析模型所建议的--辐射损失引起的激波后压力损失可能导致一个稳定的平衡态，其特征是气流的非常强的聚焦，形成相当窄的喷嘴，其横截面半径小到$10^{-3}$乘以射流的长度尺度。我们还研究了在流动底部注入密度扰动引起的射流结构随时间的演化。的设置和模拟的结果是特别相关的解释所观察到的快速变化的$γ$射线发射相关的平谱射电类星体。特别是，喷流聚焦和观测到的辐射的多普勒波束的综合效应使得有可能解释诸如MAGIC在FSRQ PKS 1222+216中观测到的亚小时耀斑事件。
2017-10-18 astro-ph.HE
Powerful extragalactic jets
费米、斯威夫特和INTEGRAL卫星，加上地面望远镜（特别是切伦科夫），使我们对相对论喷流的理解有了很大的进展。我们现在可以开始着手解决喷流的形成、准直和含量等难题了。我们还可以用它们作为探测器来量化红外和光学背景辐射的数量，以及宇宙磁场的数量。由于它们是宇宙中最强大的稳定源，我们也可以在大红移下研究它们，这是一个非常富有成果的研究领域。为了达到这个目的，我将强调高能X射线的重要性，因为据预测，非常强大的耀变体会发射出大部分的电磁能量。对于他们来说，底层吸积盘的发射变得不被非热喷流辐射所掩盖，从而可以估计黑洞质量和吸积率。反过来，这突出了磁盘和射流之间的联系。由于最高功率的耀变体的发射峰值可能在MeV波段，因此硬X射线仪器可能比费米/LAT更适合探测它们。
2011-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Classification of Extragalactic X-ray Jets
X射线喷流的总体分类一直沿用射电中流行的分类：FRI与FRII（包括类星体）。实际上，通常的看法是FRI的X射线发射是同步辐射，而FRII的发射可能是IC/CMB和/或同步辐射。既然我们已经收集了相当数量的来自喷流和热点的X射线发射源，似乎对这些物体进行更公正的研究可以对喷流及其X射线发射产生更多的见解。目前的贡献是在XJET网站上收集的源的每个检测到的组件的所有相关参数的分析过程中的第一步。这项初步工作包括测量X射线与无线电通量的比率，并评估与其他喷流参数的相关性。对于单区同步加速器X射线发射，我们预计较大的fx/fr值应与平均磁场强度成反比（如果加速过程受到损失时间等于加速时间的限制）。当喷流方向和视线之间的夹角较小时，定向IC/CMB X射线应该产生较大的fx/fr值，但也会受到低频无线电频谱指数的影响。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Current driven kink instabilities in relativistic jets: dissipation properties
我们分析了高磁化相对论性等离子体柱的电流驱动扭结不稳定性的演化，特别关注其耗散特性。不稳定性的演变导致薄电流片的形成，其中磁能被耗散。我们发现耗散磁能的总量与耗散性质无关。耗散发生在两个阶段：峰值时的不稳定性饱和，其特征在于由一个螺旋形的电流片在变形的等离子体柱的边界处的形成，其次是一个较弱的几乎平坦的阶段，其中湍流的发展。这两个相的详细性质取决于平衡配置和其它参数，特别是取决于节距径向轮廓的陡度、取决于外部轴向磁场的存在以及取决于磁化量。这些结果与高能天体物理源相关，因为电流片可以是磁重联的位置，在那里粒子可以被加速到相对论能量并产生观测到的辐射。
2021-11-29 astro-ph.HE
Variability of extragalactic X-ray jets on kiloparsec scales
通过分析53个喷流的钱德拉观测数据，发现千秒差距尺度河外喷流的X射线发射存在显著变异性，表明其主要机制是第二群多TeV电子的同步辐射而非IC-CMB散射。
2024-02-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Collective non-thermal emission from an extragalactic jet interacting with stars
星系的中心区域是复杂的环境，富含演化和/或大质量恒星。对于拥有一个带有喷流的活动星系核的星系，喷流与内部恒星风的相互作用可以导致粒子加速，并扩大高能发射区。本文在喷流尺度上计算了远离喷流-恒星直接相互作用区的恒星风冲击喷流产生的非热辐射。首先，得到了不同类型星系中相关恒星星族的风的处方。所采用的方案包括星系的中心区域由老的或年轻的恒星星族，并与不同的权力喷流为主。然后，我们估计可用的能量，以加速粒子在射流冲击，并计算运输和能量演化的加速电子，加上他们的同步辐射和逆康普顿发射，在沿射流的冲击流。喷流能量的一个重要部分，$\sim 0.1-10$ \%，可以潜在地提供给在所研究的情况下，喷流风冲击加速的粒子。在喷流尺度上，远离喷流激波区的非热粒子可以产生大部分的高能辐射。由于多普勒增强效应，这种高能发射在与视线对准的喷流中将被强烈增强。相对论喷流与星风的相互作用可能对某些具有喷流的活动星系核的持续高能辐射有重要贡献。然而，在M87的特殊情况下，这个分量似乎太低，无法解释观测到的伽马射线通量。
2017-04-06 astro-ph.HE
Extreme ion acceleration at extragalactic jet termination shocks
本研究通过考虑全局横向结构的大型二维particle-in-cell模拟，发现河外星系喷流终止激波处的速度剪切能将粒子加速至约束极限，表明其可能产生超高能宇宙射线。
2023-05-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Beginning a journey across the universe: the discovery of extragalactic neutrino factories
中微子是宇宙中最难以捉摸的粒子，几乎可以不受阻碍地穿越宇宙。尽管收集了大量的数据，但一个长期存在且未解决的问题仍然是高能中微子与产生它们的天体物理来源之间的联系。在中微子的候选来源中，有耀变体，这是一类由超大质量黑洞提供动力的河外来源，这些黑洞提供指向地球的高度相对论喷流。先前的研究似乎存在争议，一些努力声称高能中微子事件和单个耀变体之间存在暂时的联系，而其他人则对这种关系提出质疑。在这项工作中，我们表明耀变体与高能天体物理中微子的关联是毫无疑问的，其置信度达到了前所未有的水平，即概率为6 x 10^{-7}。我们的统计分析提供了观测证据，耀变体是天体物理中微子工厂，因此，河外宇宙射线加速器。
2022-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Relativistic hydrodynamics simulations of supernova explosions within extragalactic jets
本研究通过RATPENAT代码开展二维和三维相对论流体动力学模拟，探究河外喷流内超新星抛射物与喷流的相互作用，发现该过程可促进抛射物膨胀瓦解与混合，或为非热辐射及重成分超高能宇宙线的潜在来源。
2025-10-06 astro-ph.HE
On the extragalactic jet asymmetry and composition, and the production of high energy cosmic rays
我们探讨了相对论外流到千秒差距尺度喷流在宇宙射线传播和加速中的方向不对称性的作用。我们的示例包含托管密集集群环境的强大AGN。我们试图彻底描述超高能宇宙线的产生和加速发生在哪里和何时，也使用大尺度结构的活动星系核的射电观测和活动星系核所在的热致密气体的X射线数据。就宇宙射线原色而言，相对论质子或温和相对论电子/正电子的存在对喷流的能量预算有很大贡献，使它们能够有效地加热团内气体。
2012-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Radio source evolution and the interplay with the host galaxy
有令人信服的证据表明，河外喷流是宿主星系及其环境演化的关键因素。河外喷流在亚秒差距和秒差距尺度下的热力学和运动学方面都是准直的和相对论性的。它们在周围介质中产生强烈的激波，与FRII射电星系中观察到的热点有关，并雕刻出充满激波喷流的空腔，以宿主星系内缓慢而大量的外流形式拖动大部分星际气体。本文在FRI-FRII二分法的框架下讨论了喷流演化的相关过程。特别是，我专注于1）银河系大气和全球FRII喷流运动学的喷射头之间的相互作用，和2）质量负载恒星风或小规模的不稳定性FRI喷流的喷流减速的作用。给出的结果是基于三维相对论流体动力学（RHD）和/或二维轴对称，时间无关的相对论磁流体动力学（RMHD）模拟。
2019-02-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Jet propagation and deceleration
活动星系核（AGN）中的河外喷流可分为Fanaroff-Riley I（FRI）和Fanaroff-Riley II（FRII）两种形态类型。前者在千秒差距尺度上显示出去平行结构，并且被认为在宿主星系内部进化的第一个千秒差距内因夹带而减速。卷吸和减速至少部分是由于喷流与恒星风和气体云的相互作用，这些气体云在绕银河系中心运行时进入喷流。在这篇文章中，我回顾了最近的模拟研究的动力学效应的卷吸从恒星风射流和直接相互作用的气体云和恒星风射流。我还简要地描述了这些相互作用的重要性，作为一个可能的情况下，从河外喷流的高能量发射。
2013-11-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic and thermal acceleration in extragalactic jets: An application to NGC 315
本文利用二维相对论性磁流体力学模拟并结合 NGC 315 的甚长基线干涉测量约束，发现当热能不低于磁能时，热加速可在秒差距尺度显著延长喷流加速区。
2023-12-11 astro-ph.HE
Core shifts, magnetic fields and magnetization of extragalactic jets
我们研究了射电喷流核心移动的影响，这是一个依赖于观测频率的喷流射电核心的位置。我们推导出一种新的方法来测量射流磁场的基础上的值的移动和观测到的无线电通量，这补充了标准的方法，假设均分。用这两种方法重新分析了Zamaninasab等人的blazar样品，发现只有当射电核心区的喷流张开角接近观测值$\simeq$ 0.1- 0.2除以体洛伦兹因子$Γ_{\rm j}$时，才满足均分。较大的值，例如，$1/Γ_{\rm j}$，意味着磁场远高于均分。小的射流张开角又意味着$\ll 1$的磁化参数。我们确定的射流磁通量考虑到这种影响。我们发现，横向平均喷流磁通量是完全兼容的喷流形成的模型，由于BH自旋能量提取和吸积是一个磁制动盘（MAD）。我们计算了与此模型对应的射流平均质量流率，发现它包含了质量吸积率的相当一部分。这表明喷流成分中含有大量重子。我们还计算了平均喷流功率，并发现它适度超过吸积功率，$\dot M c^2$，反映BH自旋能量提取。我们发现我们的结果在低爱丁顿比的射电星系是兼容的MAD，但需要一个低的辐射效率，预测标准吸积模型。
2015-05-02 astro-ph.HE
Clouds and red giants interacting with the base of AGN jets
河外喷流形成于星系中心的超大质量黑洞附近。大量的气体、尘埃和恒星聚集在星系核中，这些周围的物质和喷流基底之间的相互作用应该是频繁的，具有动力学和辐射的后果。这项工作研究了一个障碍物、一团物质或一颗演化恒星的大气层与河外喷流最内部区域的动力学相互作用。射流质量负荷和这种相互作用的高能量的结果进行了简要讨论。对相对论性喷流中的均匀和非均匀障碍物进行了轴对称相对论流体动力学模拟。这些障碍物可能代表一种中等的不均匀性，或者是红巨星大气层的破裂。一旦进入喷流，一个均匀的障碍物会膨胀，并在几个动力学时间尺度后被破坏，而在非均匀的情况下，一个固体核心可以平滑这个过程，障碍物的质量损失主要由指向喷流方向的密集而狭窄的尾部控制。在这两种情况下，物质都有望加速并最终融入喷气式飞机。粒子可以在相互作用区被加速，并在周围物质、磁场和光子场中产生可变的伽马射线。物质团块或红巨星进入河外喷流底部的存在可能意味着显著的喷流质量加载和减速。由于这些相互作用，预计会出现类似耀斑的快速伽马射线事件和某种程度的持续发射。
2012-01-25 astro-ph.HE
X-Ray-to-Radio Offset Inference from Low-Count X-Ray Jets
观测到的X射线和射电特征之间的位置偏移在许多解决，河外喷流表明，发射区域不是共空间的，一个重要的证据在争论的起源X射线发射kpc尺度。现有的文献几乎完全集中在喷流与足够深的钱德拉观测，以产生准确的位置X射线功能，但大多数已知的X射线喷流检测与数十个计数或更少，使详细的形态比较困难。在这里，我们报告的检测X射线无线电位置偏移的15个河外喷流从22个源的分析与低计数钱德拉观测，在那里我们利用低计数图像重建算法（LIRA）。这种算法使我们能够考虑到泊松背景波动和附近的点源，以前在浅层观测中很难检测到偏移的影响。使用这种方法，我们发现，在55%的节点与可检测的偏移，X射线峰值的无线电上游，质疑单区模型的适用性，包括IC/CMB模型解释的X射线发射。我们还报告了两个以前声称的X射线射流未检测到。我们的许多（但不是全部）辐射源都遵循一个松散的趋势，即X射线和射电辐射之间的偏移量增加，以及沿喷流的X射线与射电通量之比减小。
2021-03-09 astro-ph.HE
Identification of the Early Fermi LAT Gamma-Ray Bright Objects with Extragalactic VLBI sources
最近报告了一份205个伽马射线强天体的清单，这是费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜进行了3个月整合的结果。我们试图识别这些对象，交叉相关的伽马射线位置与VLBI位置的一个大的全天空样本的河外射电源选择的基础上，他们的秒差距尺度的流量密度。费米小组报告的原始协会得到证实，并提出了六个新的身份。蒙特卡洛分析表明，在我们的分析中，偶然关联的比例小于5%，并证实了绝大多数的伽马射线明亮的河外源是具有强大的秒差距尺度喷流的射电大声耀变体。秒差距尺度的无线电和伽马射线通量之间的相关性支持我们的分析一个完整的VLBI通量密度有限的样本河外喷流。使用VLBI目录找到伽玛射线探测和紧凑的河外射电源之间的关联，特别是在银河系平面附近的有效性，被证明。最后建议在今后的Fermi LAT天体识别中应采用VLBI星表。
2009-11-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multi-messenger emission from choked jets in collapsar
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；INAF Padova（帕多瓦国家天体物理研究所）；INAF Arcetri（阿切特里国家天体物理研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）；INFN Roma（罗马国家核物理研究所）
研究塌陷星体中受阻喷流的等离子体物理，通过相对论非电阻磁流体动力学模拟，确定喷流受阻参数空间，并量化强冲击波中带电粒子的加速率和效率，探讨其作为高能中微子和电磁暂现源的潜力。
2026-04-29 astro-ph.HE hep-th
Extragalactic circuits, transmission lines, and CR particle acceleration
超大质量黑洞（SMBH）静止质量能量的一个不可忽略的部分通过喷流中的一个不完全理解的显着过程被传输到河外空间。传递这种能量的物理过程是什么？能量很可能是以电磁方式流动，而不是通过粒子束流。推导出的电磁场可能产生能量高达$\sim 10^{20}$ eV的粒子。SMBH吸积盘模型的能量学和电磁能量转移意味着SMBH应该在黑洞及其吸积盘附近产生$10^{18} - 10^{19}$安培电流。我们描述了迄今为止最好的观测为基础的估计的大小的电流沿轴的喷流延伸的核心的活动星系在3C 303。在距活动星系核$\sim 40$千秒差距处测得的电流为$I \sim 10^{18}$安培。这表明有组织的电流在多kpc距离上保持不变。电流$I$将电磁功率传输到自由空间，$P = I^{2}Z$，其中$Z \sim 30$欧姆与自由空间的阻抗有关，这表明宇宙电路的存在。相关的电位降，$V=IZ$，是产生超高能宇宙射线（UHECR）所需的数量级。我们描述了电磁主导射流与传输线的类比。高功率射流{真空中的\it}可以通过与波导的近似类比来理解。电感，阻抗和其他实验室电气概念的重要性进行了讨论。出现在Proc. 18 th International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions（ISVHECR 2014），CERN，瑞士
2014-12-11 astro-ph.HE
Effects of extragalactic magnetic field on the spectra of ultra-high-energy cosmic rays from jetted sources
Sorbonne Université（索邦大学）
本研究通过数值模拟极高能宇宙射线在磁化宇宙中的传播，首次证明在特定条件下，喷流发射几何结构（如张角与朝向）对塑造单个源的观测能谱具有决定性作用，揭示了发射几何与磁场相互作用对能谱的影响。
2025-11-05 astro-ph.HE
Astrophysical Evidence of Wakefield Acceleration in Galactic and Extragalactic Jets via Gamma Rays and UHECRs
UC Irvine, Physics and Astronomy（加州大学尔湾分校）；UC Riverside, Physics and Astronomy（加州大学河滨分校）；Computational Astrophysics Laboratory, RIKEN（理化学研究所计算天体物理实验室）
通过伽马射线和UHECRs研究银河系和星系际喷流中的Wakefield加速机制，揭示其在不同质量天体中的普适性及高能粒子加速能力。
2020-09-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Progress in unveiling extreme particle acceleration in persistent astrophysical jets
宇宙中最强大的持续加速器是喷射的活动星系。耀变体，星系的喷流指向地球，主宰着河外的伽马射线天空。尽管如此，大多数高能粒子加速器很可能无法被探测到。这些极端耀变体的辐射能量峰值可超过10 TeV，是研究粒子加速和辐射过程的理想目标，并可能提供与宇宙射线和天体物理中微子的联系。在TeV能量下观测到的极端耀变体的数量越来越多，这对伽马射线宇宙学的出现至关重要，包括对河外背景光的测量，星系际磁场的严格限制，以及对人造加速器无法达到的能量下的奇异物理学的限制。在过去十年中取得了巨大的进展，这预示着未来，特别是随着切伦科夫望远镜阵列的部署。
2020-07-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Radio and Gamma-ray Properties of Extragalactic Jets from the TANAMI Sample
利用VLBI技术的高分辨率射电成像，TANAMI计划一直在观测南部（-30°以南10 °）伽马射线明亮活动星系核的秒差距尺度射电喷流，同时费米/LAT监测它们的伽马射线发射。我们提出的无线电和伽马射线的TANAMI源的基础上一年的同期TANAMI和费米/LAT数据的属性。在这个时间范围内，TANAMI样本的很大一部分（72%）可以与明亮的伽马射线源相关联。不同的光学类别与所有BL Lac，76%的类星体和LAT检测到的星系只有17%的关联率不同。上限确定的伽马射线通量从TANAMI源没有检测到LAT。这一分析导致了三个新的费米源的识别，其检测后来得到证实。伽玛射线和射电光度由$L_γ\propto L_r^{0.89+-0.04}$关联。射电核心的亮度温度随着平均伽马射线光度的增加而增加，并且亮度温度高于逆康普顿极限的存在意味着这些源的多普勒增强。未探测到的源具有较低的伽马/射电光度比和较低的同期亮度温度。除非费米/LAT未探测到的耀变体的伽马射线比费米/LAT探测到的耀变体暗得多，否则它们的伽马射线光度不应该明显低于这里计算的上限。
2016-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Relativistic Jets from Black Holes: A Unified Picture
目前对射电星系和类星体等系统中强大的双向喷流形成的理解是，这一过程涉及一个超大质量黑洞，该黑洞通过轨道吸积盘被注入磁化气体。在本文中，我们讨论了动力学的旋转黑洞的喷流，在一个磁场的存在下，包括标度的喷流长度和它们的典型的时间尺度。我们考虑一个统一的图片涵盖所有的现象，涉及喷流和旋转黑洞，从伽马射线暴河外喷流，并讨论相关的标度律。我们还讨论了粒子在喷流中的加速以及由此产生的同步辐射和逆康普顿辐射。本文还讨论了喷流加速质子作为高能宇宙射线的可能来源。
2009-03-24 astro-ph.HE
The Interaction Of AGN Jets With Obstacles
河外喷流是从星系最里面的区域发射出来的，靠近中心的超大质量黑洞。当它们传播时，它们必须穿过整个星系，在这个过程中，它们与各种障碍物相互作用;包括气体云，恒星群甚至超新星遗迹。已经研究了射流与穿透障碍物之间的相互作用，作为一种可能的方法，通过在激波中加速的非热粒子来实现射流质量加载和减速，以及产生伽马射线发射。与恒星或气体云等单个物体的相互作用可以解释耀变体和伽马射线耀斑的快速变化。然而，与整个障碍物群体的相互作用可能导致产生持续的伽马射线发射。
2019-11-27 astro-ph.HE
Extra-galactic jets: a hard X-ray view
河外喷流是宇宙中最强大的持久源。那些指向我们的叫做耀变体。它们的相对论增强发射从射频延伸到TeV能量。它们也被怀疑是高能中微子和高能宇宙射线的来源。对它们的整体光谱的研究表明，大部分强大的耀变体的辐射是硬X射线或软伽马射线。在这个波段中，我们可以找到最强大的喷流，在高红移处也可以看到。据发现，喷气功率与吸积光度，并超过它，特别是如果他们产生高能中微子，需要存在的超相对论质子。
2019-11-26 astro-ph.HE
Jets in Active Galactic Nuclei
活动星系核的喷流可以将黑洞系统的大部分吸积能量携带到星际甚至河外空间。它们从无线电到X射线和伽马射线频率大量辐射。在最极端的情况下，向外的流动速度对应于可以达到40或更高的高洛伦兹因子。本章展示了各种波段的图像，以及光变曲线和连续光谱，说明了紧凑的，秒差距和亚秒差距尺度的喷流的发射随位置，时间和频率的变化。它提出了一个物理框架，从这些数据的结构和动力学过程的许多方面进行调查。
2009-09-14 astro-ph.HE
The VERITAS Extragalactic non-Blazar Program
VERITAS是位于亚利桑那州南部的四个12米直径成像大气切伦科夫望远镜阵列。其目的是研究天体物理物体的甚高能量（VHE：E > 100 GeV）伽马射线发射。除了对耀变体的研究，VERITAS河外科学计划还制定了一项河外非耀变体源的综合观测计划。活动星系核（AGN）的研究是通过对非耀变体射电星系的大型MWL观测活动进行的。这些MWL活动的成功第一次为负责伽马射线发射的喷流的内部结构提供了见解。超高能宇宙射线的起源和加速问题是通过对星暴星系M 82的观测来解决的，VHE对该星系的探测提供了关于可能的加速机制的重要见解。最后，对球状星团的研究对毫秒脉冲星对γ射线辐射的贡献有重要的限制。介绍了VERITAS河外非耀变体科学计划及其结果。
2011-09-27 astro-ph.HE
High-energy Cosmic Ray production in X-ray Binary Jets
作为活动星系核（AGN）的较小类似物，X射线双星（XRB）也能够发射将粒子加速到高能量的喷流。在这项工作中，我们重新审视XRB喷流作为高能宇宙射线（CR）的潜在来源，并探讨它们是否可以提供一个显着的第二银河组成部分的CR光谱。在最有趣的情况下，XRB-CRs可以在$\sim 3 \times 10^{15}$ eV的所谓“膝盖”特征上方的观测光谱中占据主导地位，这为从银河系到河外CRs过渡区的几个关键问题提供了解释。我们将讨论如何在不久的将来通过多信使观测XRB喷气机，以及弥漫的银河中微子通量测量，这样的情况下可以探测。
2020-02-04 astro-ph.HE
Relativistic Jets Shine through Shocks or Magnetic Reconnection?
对活动星系核的γ射线暴和喷流的观测表明，喷流具有高辐射效率的特征，耗散机制必须是非热粒子的强大加速器。激波和磁重联一直被认为是为喷流发射提供动力的可能候选者。最近通过完全动力学粒子模拟的进展使我们能够在坚实的物理基础上重新审视这个问题。我们表明，冲击模型是不可能占喷流排放。事实上，当冲击有效地耗散能量时，它们通常不会使粒子加速到远远超过热能，反之亦然。相反，我们表明，磁重联可以沉积超过50%的耗散能量到非热轻子，只要在体流中的磁场的能量密度大于静止质量能量密度。发射区域，即，下游的重联，其特征在于磁场和辐射粒子之间的粗略能量均分，这自然地解释了耀变体喷流的一个通常观察到的性质。
2015-02-03 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
Multi-Physics of AGN Jets in the Multi-Messenger Era
活动星系核（AGN）具有相对论性喷流，由气体吸积到其中心超大质量黑洞（SMBH）上提供动力，是研究物质和基本粒子在地球上无法实现的极端条件下的物理学的独特实验室。自从活动星系核被发现以来的很长一段时间里，光子是探测其背后物理过程的唯一途径。最近发现的一个非常高能量的中微子，IceCube-170922 A，与一个闪耀的耀变体TXS 0506+056重合，提供了第一个证据，证明活动星系核喷流是多信使源;它们能够将强子加速到非常高的能量，同时产生非热的电磁辐射和高能中微子。这个多信使天文学的新时代将在未来十年内成熟，为我们提供了前所未有的机会，可以将多个信使结合起来解决活动星系核喷流物理学的一些长期难题：喷流如何耗散能量以加速粒子？喷气式飞机的总动能是多少？喷流在哪里以及如何产生高能辐射和中微子？什么物理机制驱动粒子加速？
2019-03-11 astro-ph.HE
Gamma rays from extragalactic astrophysical sources
目前有几类探测到的河外伽马射线源。它们大多与活动星系核（AGN）和（在软伽马射线下）伽马射线暴（GRB）有关，但不仅如此。活动星系核是由星系所容纳的吸积超大质量黑洞组成的，在某些情况下，星系呈现出强大的相对论性喷流活动。这些源，已经在伽马射线中研究了几十年，可能是最具活力的天体物理对象，它们的外观在很大程度上取决于它们的喷流是否指向我们。伽马射线暴被认为与宇宙学距离上的恒星质量物体的坍缩或合并有关，它也在吸积高度相对论性喷流源，这些喷流源在高能量下强烈发光。这些事件持续时间很短，但它们也是最明亮的。最近，恒星形成星系也被证明是伽马射线发射体。另一方面，星系团还没有被探测到超过X射线。这些是宇宙中已知的最大结构;在它们通过吸积和合并形成的过程中，会产生冲击和湍流，这可能导致伽马射线的产生。在这项工作中，活动星系核的伽玛射线物理的简要介绍，以及星暴星系，伽玛暴和星系团。之后，我们考虑了一些特殊的情况下，在非耀变体AGN喷流与他们的介质在不同的尺度上相互作用的伽马射线生产。
2011-09-08 astro-ph.HE
The Infrared-Gamma-Ray Connection: A WISE View of the Extragalactic Gamma-Ray Sky
利用WISE全天空巡天的数据，我们发现了耀变体的非热红外（IR）发射，这是已知的最大的河外伽马射线源，具有特殊的光谱特性。在这项工作中，我们确认和加强我们以前的分析，使用最新发布的WISE和费米源目录。我们还表明，费米耀变体的中红外颜色和伽马射线光谱指数之间存在紧密的相关性。我们将这种关联称为“红外-伽马射线关联”。我们讨论了这种连接如何链接的发射功率和光谱形状的粒子加速产生的喷流耀变体超过十年的能量。基于这一证据，我们认为红外-伽马射线的联系比众所周知的无线电-伽马射线的联系更强。
2016-09-27 astro-ph.HE
High energy emission from galactic jets
在这一章中，我们回顾了X射线双星的一些方面，特别是那些呈现稳定喷流的，即微类星体。由于它们与活动星系核（AGN）的接近和相似性，星系喷流源是检验宇宙范围内天体物理理论的独特实验室。由于最近的观测进展与新一代的伽马射线成像大气切伦科夫望远镜和鉴于即将到来的km 3大小的中微子探测器，我们特别关注可能的高能伽马辐射和中微子发射。在这方面，我们还评论了天体物理喷流存在于年轻的恒星物体，我们简要地讨论了与河外活动星系核和伽玛射线暴的异同。
2013-06-07 astro-ph.HE hep-ph
Hadronic gamma-ray emission from extragalactic mini radio lobes
讨论了活动星系核中秒差距大小射电瓣的强子辐射。波瓣由冲击射流等离子体组成，预计将充满高能粒子。用蒙特卡罗模拟计算了包含光介子相互作用过程的波瓣光子谱。当初级电子的同步辐射较亮时，γ射线带的同步辐射自康普顿分量占主导地位。当主辐射不是很亮时，叶的强子辐射可以在γ射线带中占主导地位。质子同步加速分量出现在亚MeV波段。通过光介子级联产生的次级电子/正电子对辐射的同步辐射在GeV-TeV能量范围内出现。这些高能辐射特征为年轻活动星系核喷流中的质子加速提供了一个检验。
2010-06-17 astro-ph.HE
Propagation and stability of relativistic jets
简单地看一下稳定的高能宇宙，就会发现它与致密物体（风和喷流）周围产生的外流有着明显的相关性。在相对论喷流的情况下，它们被认为是从克尔黑洞（Blandford-Znajek）或盘（Blandford-Payne）提取旋转能量的结果。由吸积和/或黑洞旋转能提供的大能量预算的一小部分被投入到喷流的形成中。在形成之后，这些外流的加速和准直使它们能够传播到远离紧凑物体的很远的地方。同步加速器冷却时间要求粒子沿着喷流发生再加速，以解释千秒差距尺度的高能和极高能发射。在这些尺度上，射电星系中的喷流被分为两种主要的形态/光度类型，即Fanaroff-Riley I型和II型（FRI，FRII），后者比前者更明亮，准直和边缘增亮，这表明了清晰的去准直和减速迹象。在这篇文章中，我总结了一组机制，可能有助于耗散磁场和动能：磁流体动力学不稳定性或射流障碍物相互作用触发冲击，剪切和混合，这是合理的粒子加速的情况。我还推导出一个表达式的预期距离，其中恒星风的夹带开始相关，这是适用于FRI喷气机。最后，我讨论的差异，在河外和微类星体喷流发生的演化场景和主要的耗散机制。
2019-11-30 astro-ph.HE
