An Alternative Numerical Method for the Stationary Pulsar Magnetosphere
在无力系统中，静止的脉冲星磁层由脉冲星方程控制。1999年，Contopoulos、Kazanas和Fendt（以下简称CKF）数值求解了脉冲星方程，并得到了一个脉冲星磁层模型，称为CKF解，该解具有闭合和开放的磁场线。CKF解是一个成功的解，但它包含一个沿最后一条开磁力线流动的极向电流片。此当前工作表是人为添加的，以使当前系统关闭。在本文中，我们提出了另一种方法来解决脉冲星方程和构建脉冲星磁层模型没有电流片。在我们的方法中，脉冲星方程被分解成安培定律和无力条件。我们数值求解这些方程同时与一个固定的极向电流。结果得到了一个不含电流片的脉冲星磁层模型，它类似于中子星附近的CKF解，在极附近具有类似喷流的结构。此外，我们讨论了模型的物理性质，并发现，由于耗散，这是隐含在数值方法中的无力条件打破了在附近的轻圆柱。
2013-10-21 astro-ph.HE
Radiation by the superluminally moving current sheet in the magnetosphere of a neutron star
从斜转的中子星接收到的辐射产生的机制在发现中子星半个世纪后仍然是一个悬而未决的问题。相比之下，最近在确定这些物体周围的磁层结构方面取得了相当大的进展：基于无力、磁流体动力学和粒子-细胞形式主义的数值计算现在已经确定，倾斜旋转体的磁层在其光柱外需要一个电流片，其旋转分布模式以超过真空中光速的线速度移动。在这里，我们插入的描述提供的电流片的数值模拟中的经典表达式的延迟电位，从而计算该源在时域中产生的辐射场。我们发现了一种由高度聚焦的脉冲组成的辐射，其（i）光谱可以从无线电波延伸到伽马射线，（ii）亮度温度可以超过10^（40）K，（iii）线性偏振可以是100%，（iv）两个并发偏振位置角通常近似正交，并且在大多数情况下在脉冲轮廓上摆动180度，（v）圆极化在脉冲轮廓的某些分量上反转了方向，（vi）微观结构由电流片的厚度决定，（vii）电流片的通量密度在某些方向上随着与恒星的距离D减小为D^（-3/2）（而不是D^（-2））。因此，这里分析的本质瞬态辐射过程能够产生一种发射，其特征与从磁星和磁星以及从快速射电暴和伽马射线暴源接收到的发射特征惊人地相似。
2021-04-13 astro-ph.HE
A ring-of-fire in the pulsar magnetosphere
Contopoulos 2019提出，在光柱之外的闭合线区域的边缘，年轻恒星的磁层中会形成一个耗散区。这是必要的，以便提供载流子，该载流子将通过赤道和分界线电流片建立电流闭合。在目前的工作中，我们建议更详细地调查这一地区的简化模型，我们想称之为“火环”。根据这个简单的模型，耗散区是一个狭窄的重联层，其中电子和正电子分别沿着Speiser轨道向内和向外加速，这些轨道被脉冲星旋转偏转到方位角方向。在它们离开重联层后，被加速的正电子形成带正电的赤道电流片，而被加速的电子沿着闭合线区域的边界形成带负电的分界线电流片。在加速过程中，粒子只损失一小部分能量给辐射。它们的大部分能量损失在耗散区之外，即赤道和分界线电流片中。我们的简单模型使我们能够获得高能量光谱和效率。赤道电流片中的正电子发出的辐射形成了一个非常高的能量尾，其能量范围可达TeV。
2019-05-11 astro-ph.HE
Magnetosphere of a spinning black hole and the role of the current sheet
本文在无力电动力学的背景下重新讨论了浸没在均匀磁化等离子体中的旋转黑洞的问题。这样的配置已被发现放松到静止的射流解决方案，由黑洞的旋转能量提供动力。我们写下一个解析描述的喷流解决方案在低黑洞自旋限制，并证明它提供了一个很好的近似动态发现的配置。为了表征快速旋转黑洞的磁层，我们发现在黑洞能层中形成的电流片起着至关重要的作用。我们研究了电流片的性质，以及它在确定射流解和从黑洞中提取能量的速率方面的重要性。
2018-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Efficiency of Magnetic to Kinetic Energy Conversion in a Monopole Magnetosphere
旋转磁化致密物体的无约束相对论性外流通常通过假设场的几何形状在大半径处近似为分裂的几何形状来很好地模拟。早期的工作已经表明，这种无约束流具有从磁能到动能的低效转换。这导致了这样的结论，即理想的磁流体动力学（MHD）过程无法解释观测到的，例如，蟹状星云的脉冲星在大半径的地方产生风，在那里能量转换显得很有效。此外，作为天体物理学喷流的模型，由于外部约束喷流似乎是更有效的喷流加速器，因此已经放弃了外磁场几何。我们进行时间相关的轴对称相对论MHD模拟，以找到稳定状态的解决方案，从一个紧凑的物体赋予一个磁场几何风。我们的模拟遵循流出10个数量级的距离紧凑的对象，这是足够大的研究磁化风的初始“加速区”以及渐近“滑行区”。“我们得到了令人惊讶的结果，即在极地地区，加速实际上是{ \it有效}的，尽管没有受到外部介质的限制，但仍会产生喷流。我们的模型包含有足够的能量来解释中等能量的长和短伽马射线暴（GRB）事件的喷流（~10^{51}--10 ^$> 52} erg），准直成窄开度角（开口半角θ_j \approx 0.03 rad），在大半径处变成物质主导（单位物质能流的电磁能流σ<1），并以超相对论性洛伦兹因子（基准模型的γ j ~ 200）运动。（节略）
2009-05-12 astro-ph.HE
The Extended Pulsar Magnetosphere
我们提出的3D理想MHD脉冲星磁层的结构半径的光圆柱体的10倍，一个数量级的距离比以前任何这样的数值处理。它的整体结构表现出稳定，平滑，良好定义的起伏电流片，接近运动分裂的Bogovalov 1999年的解决方案，只有经过仔细的扩散率，即使在最高分辨率的模拟。在电流片上两个零电荷表面的交叉处，它也表现出一个有趣的螺旋区域，这在更高分辨率的模拟中表现出更突出的不稳定行为。我们讨论的可能性，这个区域是物理（而不是数字）不稳定。最后给出了螺旋脉冲星天线的辐射方向图。
2011-09-23 astro-ph.HE
Alfvénic superradiance for a monopole magnetosphere around a Kerr black hole
本文在无力近似下研究了轴对称旋转Kerr黑洞磁层中Alfvén波的超辐射。在Kerr时空的赤道平面上，通过分离波函数的变量和引入乌龟坐标，将Alfvén波方程化为一维Schrödinger型方程，并研究了Alfvén波的散射问题.对波动方程的渐近解和朗斯基守恒的分析给出了阿尔芬波的超辐射条件，并将证明该条件与Blandford-Znajek过程的条件一致。这意味着当阿尔夫文超辐射发生时，布兰德福德-兹纳杰克过程也发生在无力磁层中。然后，我们数值计算了阿尔文波的反射率，并证实了阿尔文超辐射在克尔时空中确实是可能的。此外，我们还将讨论阿尔文波的共振散射，这与磁层的“准正规模”有关。
2022-03-11 astro-ph.HE gr-qc
Particle acceleration in axisymmetric pulsar current sheets
脉冲星磁层中的赤道电流片通常被认为是粒子通过相对论重联加速的理想场所。使用二维球形粒子模拟，我们研究粒子加速在轴对称脉冲星磁层作为注入等离子体多重性和磁化的函数。我们观察到一个明确的过渡，从一个高度电荷分离的磁层低等离子体注入与小电流和自旋功率，一个几乎没有力的解决方案，其特征在于一个突出的赤道电流片和高自旋功率的高等离子体多重性。我们发现显着的磁耗散的电流片，高达30%的高多重性制度在5光柱半径内。模拟明确地表明，耗散的坡印廷通量被有效地引导到薄片中的粒子，接近Y点，距离恒星约1-2个光柱半径。片中的平均粒子能量由轻圆柱处的上游等离子体磁化给出。粒子轨道的研究表明，所有高能粒子都起源于开场线和闭场线之间的边界层。高能正电子总是向外流动，而高能电子则通过片层和分离面沉淀回恒星，这可能导致类似极光的发射。我们的结果表明，电流片和分界线可能是年轻恒星高能辐射的主要来源。
2015-01-07 astro-ph.HE
Current closure in the pulsar magnetosphere
脉冲星磁层中的电流闭合是其结构的关键。我们不仅要确定全局电路，还要确定其电荷载体的来源。我们用最少的假设来解决这个问题：a）磁层到处都是理想的和力自由的，除了极帽上方和电流片的某些有限部分; b）在极帽上方产生的对具有多重性kappa。我们发现，沿极帽边缘的一个宽度为delta ~ rpc/2 kappa <<rpc的薄区域提供了赤道面和分界面电流片中所需的全部电荷。这些电荷被转移到磁层Y点外一个狭窄的耗散区中的电流片。该区域的最大加速电位等于极盖边缘的电位降，约等于极盖中心到边缘电位降的1/kappa。耗散的电磁能量约等于0.5/kappa乘以脉冲星自旋下降总能量损失。我们的框架允许计算的高能量发射的对多重性。
2018-10-12 astro-ph.HE
Hybrid Numerical Simulations of Pulsar Magnetospheres
我们继续研究脉冲星赤道电流片（ECS）中的粒子加速，该研究始于Contopoulos（2019）和Contopoulos & Stefanou（2019）。我们的基本前提是，电流片中的载流子以电子-正电子对的形式起源于极冠，并沿着磁力线进入磁层Y点以外的赤道电流片。在这项工作中，我们进一步调查的ECS的电荷补充。我们发现从极帽边缘流出的电子对不能同时提供ECS的电荷和电流。ECS必须包含额外数量的正子（或电子，取决于方向）电流，它起源于恒星表面，沿着分界线向外流动。我们开发了一个迭代的混合方法，自洽地结合了理想的力免费电动力学在大部分的磁层粒子加速沿ECS。我们推导出解析近似的粒子的轨道，并获得的结构的脉冲星磁层的对形成的多重参数κ的各种值。当实际值kappa >> 1时，磁层实际上与理想的无力磁层没有区别，因此，高能辐射谱的计算必须基于ECS中加速电场分布的解析近似。
2019-11-25 astro-ph.HE
Electrodynamics of axisymmetric pulsar magnetosphere with electron-positron discharge: a numerical experiment
我们提出了第一个自洽的全球模拟脉冲星磁层与操作$e^\pm$放电。我们专注于一个简单的配置对齐或反对齐的转子。恒星从零（真空）状态旋转到一个高的角速度，我们跟踪其外部电磁场和等离子体粒子的耦合演化的“粒子在细胞”的方法。等离子体磁层开始通过从恒星提取粒子而形成;这些粒子被旋转感应电场加速，产生曲率辐射并点燃$e^\pm$放电。我们跟踪系统的演变几个革命周期，比达到准稳态所需的时间更长。我们的数值实验把测试以前的想法等离子体流和脉冲星磁层的差距。我们首先考虑能够通过光子-光子碰撞产生光子对的旋光器。我们发现，它们的磁层是类似于先前获得的力与电流片和Y点附近的轻柱的解决方案。磁层不断地喷发出$e^\pm$对和离子。电子对的产生由沿电流片的强电场维持。我们观察到强大的曲率和同步辐射的电流片，符合费米观测的伽玛射线双星。然后，我们研究了只能在中子星附近的强场区域中产生对的中子星，这些中子星正好在光柱内部。我们发现，无论是对齐和反对齐的转子放松到“死”的状态与抑制对创建和电流，无论放电电压。
2014-10-27 astro-ph.HE
Pulsar current sheet Cerenkov radiation
充满等离子体的脉冲星磁层包含薄电流片，其中带电粒子通过磁重联加速，以超相对论速度行进。另一方面，磁层中更规则的无力区域的等离子体频率几乎精确地停留在射频的上限上，由于强磁场，回旋频率要高得多。这种结合产生了一种特殊的情况，即射频波可以以亚光速传播而不会消失。因此，这些条件有利于来自电流片的切伦科夫辐射，这可能是一种相干的无线电发射机制。在本文中，我们的目标是提供一个肖像的相关过程中，并表明，这种机制可能会占一些最显着的特点，所观察到的无线电信号。
2018-02-27 astro-ph.HE
Spinning black holes magnetically connected to a Keplerian disk -- Magnetosphere, reconnection sheet, particle acceleration and coronal heating
背景：吸积中的黑洞（BH）可能被极向磁场穿过的高度磁化的等离子体所包围。非热耀斑和高能量成分可能起源于一个热的、无碰撞的、几乎没有力的日冕。我们经常从这些系统中观察到的喷流被认为是旋转动力和磁力驱动的。目的：我们研究了轴对称BH磁层，其中锚定在周围圆盘中的一些磁场线可以连接到旋转BH的事件视界。我们确定的网站磁重联在30个引力半径取决于BH自旋。研究方法：与完全广义相对论粒子在细胞的代码GRZeltron，我们解决了电子-正电子对等离子体和BH周围的电磁场的时间相关的动力学。圆盘由开普勒旋转的稳定等离子体表示，由冻结的偶极场穿过。结果如下：对于旋转圆盘，穿过视界的扭曲开放磁场线为布兰德福德-兹纳杰克喷流提供动力，而超过临界距离，圆盘上的开放场线是开放的。在最里面的区域，耦合场线确保了BH和圆盘之间大量角动量和能量的转移。从交点处的Y点开始，在通过磁重联发生粒子加速的地方形成电流片。我们计算了当前片发射的同步辐射图像。结论：我们对喷气动力和BH-盘交换的估计与纯粹的无力模型的估计相匹配。Y点的耗散加热日冕，并为反射模型提供了圆盘上方的硬X射线的物理激励源。幕式等离子体团抛射可能解释天鹅座X-1上观测到的毫秒级耀斑。从Y点向下流到圆盘的粒子可以在最外面的闭合场线的足点处产生热点。
2021-12-07 astro-ph.HE
Ab-initio pulsar magnetosphere: three-dimensional particle-in-cell simulations of oblique pulsars
我们提出了第一性原理相对论粒子模拟的斜脉冲星磁层对形成。从中子星表面提取的粒子开始形成磁层。这些粒子被表面电场加速，并发射出能够产生电子-正电子对的光子。我们在初级高能粒子的位置注入次级对，其能量超过对形成的阈值。我们找到的解决方案，接近理想的力免费磁层，与Y点和电流片。由于沿磁场的局部电流密度低于Goldreich-Julian值，因此具有双折射率$\lt 40^{\circ}$的解决方案在开放场线区域中不显示对产生。在这些溶液中的大量流出是电荷分离的，并且对的形成仅发生在电流片和返回电流层中。具有较高的倾角的解决方案显示对生产在开放的磁力线区域，具有高的多重性的整体流量和对生产区域的大小随倾角的增加。我们观察到的恒星的自旋下降，可以与MHD模型预测相媲美。在电流片的磁耗散的范围之间的对齐的转子和3%的正交转子的20%。我们的研究结果表明，对于在光柱处抑制对形成的低丰度中子星，极区大部分区域中与对活动相关的现象的存在，无线电发射，可能主要取决于我们简化模型之外的物理学，例如弯曲时空或多极表面场的影响。
2014-12-01 astro-ph.HE
Jet Formation in the magnetospheres of supermassive black holes: analytic solutions describing energy loss through Blandford-Znajek processes
在本文中，我们提供了从旋转黑洞通过电磁坡印亭通量和物质流提取能量的精确解。通过适当的选择一个径向独立的极向函数$Λ(θ)$，我们找到的解决方案，占主导地位的向外的能量通量是沿着极轴，一致的射流一样的准直流出，但也有较弱的能量通量沿赤道平面。与之前所有的解（Blandford & Znajek（1977），Menon & Dermer（2005））不同，磁层各处都没有磁单极子。
2011-05-20 astro-ph.HE
Ab-Initio Pulsar Magnetosphere: Particle acceleration in Oblique Rotators and High-energy Emission Modeling
我们进行全球粒子模拟脉冲星磁层，包括对生产，从表面提取离子，帧拖动校正，高能光子发射和传播。在斜旋转体的情况下，广义相对论的影响增加了支持活跃对放电的开放场线的比例。我们发现脉冲星风中的等离子体密度和粒子能流随纬度的变化是高度不均匀的。出射粒子能量通量的重要部分由从恒星表面提取的高能离子携带。它们的能量可以扩展到开放场线电压的很大一部分，使它们成为超高能宇宙射线的有趣候选者。我们发现，脉冲星的伽马射线辐射是占主导地位的同步辐射，产生的粒子，通过相对论磁重联的Y点附近和赤道电流片通电。在大多数情况下，计算的光变曲线包含两个强峰，与费米观测基本一致。辐射效率随着脉冲星倾角的增加和电流片中对产生效率的增加而降低，解释了在$L_γ$与$\dot{E}$中观察到的散射。我们发现，在光谱中的高频截止调节的对加载的电流片。我们的研究结果奠定了定量解释费米观测的伽玛射线天体的基础。
2017-07-13 astro-ph.HE
The 3D pulsar magnetosphere with machine learning: first results
University of Patras（帕特雷大学）；Academy of Athens（雅典科学院）；National Technical University of Athens（雅典国立工业大学）
本文利用机器学习方法首次解决三维脉冲星磁层稳态问题，揭示了封闭线区域和Y形尖端的新特征。
2025-11-17 astro-ph.HE
Time-Dependent 3D Magnetohydrodynamic Pulsar Magnetospheres: Oblique Rotators
目前脉冲星磁层模型的最新发展是假设磁层等离子体的无力极限。该极限仅保留了等离子体速度的部分信息，忽略了等离子体惯性和温度。我们进行了与时间相关的三维相对论磁流体动力学（MHD）模拟倾斜脉冲星磁层，通过保留完整的等离子体速度信息和捕获强电流层中的等离子体加热来改善无力。我们发现相当低的磁层耗散水平，不到10%的脉冲星自旋能量耗散在几个轻圆柱半径，和MHD自旋是一致的，在力自由。虽然倾斜磁层在性质上类似于大半径下的旋转分裂磁层无力解，但我们发现与分裂磁层有实质性的定量差异，例如，脉冲星风的光度在赤道上比分裂风更集中，在高光度时，气流的速度被指向电流片的重联流的出现所改变。
2013-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetar Giant Flares and Their Precursors --- Flux Rope Eruptions with Current Sheets
我们提出了磁星前兆及其后续巨型耀斑的灾变磁层模型。基于无力场位形，建立了磁层的轴对称模型，其中包含螺旋扭曲的磁通绳和电流片。在这个模型中，螺旋扭曲的通量绳会失去平衡，并突然爆发，以响应超强磁化中子星表面的缓慢和准静态变化。在以前的模型中，没有电流片，只有一个临界点存在于磁绳平衡曲线。当磁层中出现电流片时，磁绳的平衡曲线出现了新的特征。前兆和大耀斑之间的因果关系，以及前兆和大耀斑之间的静止状态的暂时重新进入，都可以得到自然的解释。在灾难性的状态转换过程中，磁能会被释放出来。详细的能量模型进行了讨论。磁通绳的灾难性平衡丧失所产生的电流片为磁重联提供了理想的场所。指出了磁重联对进一步增强喷发过程中能量释放的重要性。
2013-06-17 astro-ph.HE
Synthetic gamma-ray lightcurves of Kerr black-hole magnetospheric activity from particle-in-cell simulations
背景：来自活动星系核的极高能量辐射的超快速耀斑的起源仍然难以捉摸。发生在中心黑洞附近的磁层过程可以解释这些耀斑。目的：我们的目标是通过合成伽马射线光变曲线来弥合模拟和观测之间的差距，以便使用动力学模拟来表征黑洞磁层的活动。方法：我们进行全球轴对称二维广义相对论粒子模拟的克尔黑洞磁层。我们包括辐射过程和等离子体供应的自洽处理，以及一个现实的磁配置，一个大规模的赤道电流片。我们耦合我们的粒子在细胞的代码与光线跟踪算法，以产生合成光曲线。结果：这些模拟显示了一个高度动态的磁层，以及非常有效的耗散的磁能。一个外部供应的磁通量被发现，以维持磁层在一个动态的状态，否则磁层定居在一个准稳定的Wald状配置。耗散的能量大部分转化为伽马射线光子。在低视角（正面）的光变曲线主要跟踪火花隙活动，并表现出高的可变性。另一方面，在高视角（边缘上）没有发现显著的变化，其中主要贡献来自重连电流片。结论：我们观察到具有电流片的黑洞磁层具有非常高的辐射效率。在我们的模拟中，耀斑的典型振幅低于在活动星系核中检测到的振幅。这种耀斑可能是由黑洞外部参数的变化引起的
2021-05-20 astro-ph.HE
A new standard pulsar magnetosphere
鉴于最近的努力，以探测脉冲星电流片的物理条件，我们重新审视标准的解决方案，描述了理想的无力脉冲星磁层的主要元素。电流层中的电流由以接近光速向外移动的局部电荷组成，这一简单的物理要求为脉冲星磁层提供了一个新的标准解，除了电流层之外，任何地方都是理想的无作用力的。新解的主要内容是：a）对齐旋转器的脉冲星自旋下降速率是正交真空旋转器的23%倍，b）穿过光柱的磁通量中只有60%通向无穷远，c）电流沿着逐渐会聚到赤道的另外40%闭合，d）这在赤道电流片中转移了40%的总脉冲星自旋能通量，然后在粒子加速和高能电磁辐射中耗散，e）没有分界线电流层。我们的解决方案是一个最小的自由参数的解决方案，赤道电流层是静电支持对崩溃，因此不需要一个热粒子人口。在这方面，这是朝着开发新的标准解决方案迈出的又一步。我们讨论了间歇性伽玛射线暴和长持续时间伽马射线暴的影响。我们的结论是，在赤道电流层的物理条件决定了脉冲星磁层的全球结构。
2013-11-26 astro-ph.HE
The pulsar gamma-ray emission from the high-resolution dissipative magnetospheres
在耗散的脉冲星磁层中，利用电磁场理论研究了脉冲星的光变曲线和能谱，其中粒子加速与辐射反应完全平衡。在同动坐标系下，用伪谱方法计算了非零对重数的声发射磁层。高分辨率模拟准确地捕捉到了LC外部电流片附近的耗散区域。本文采用试验粒子轨道法计算了脉冲星的光变曲线和光谱，并考虑了一致加速电场和辐射反应的影响。我们的结果可以再现双峰光变曲线和GeV截止能谱，与费米观测对多重数$κ\gtrsim1$一致。
2021-11-28 astro-ph.HE
Introducing PHAEDRA: a new spectral code for simulations of relativistic magnetospheres
我们描述了一个新的计划，发展无力电动力学方程，磁流体力学的消失惯性极限。该伪谱代码使用全局正交基函数展开来获取精确的空间导数，从而允许使用非交错网格和完整的无力电流密度。该方法具有较低的数值耗散和奇异电流片外的扩散。我们提出了一系列的一维和二维的测试，并证明收敛到光滑和不连续的解析解。作为第一个应用程序，我们重新对齐的转子问题，获得稳定的解决方案与电阻率本地化的赤道电流片外的光圆柱。
2012-05-01 astro-ph.HE physics.comp-ph
Pair Plasma Cascade in Rotating Black Hole Magnetospheres with Split Monopole Flux Model
本文研究克尔黑洞磁层中准球形气体分布下的正负电子对级联，发现级联效率在喷流轴处最大且背景光子谱指数为2时效率最高，为理解Sgr A*等超大质量黑洞喷流供能机制提供依据。
2023-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi Gamma-Ray Pulsars: Understanding the High-Energy Emission from Dissipative Magnetospheres
基于费米观测数据，我们揭示了耗散脉冲星磁层模型的宏观电导率$(σ)$对相应的自旋下降率$\dot{\mathcal{E}}$的依赖性的有意义的限制。我们的模型是FIDO（内部无力，外部耗散）模型的改进，其耗散区域被限制在光柱外的赤道电流片上。考虑到所观测到的所有费米夸克的截止能量，并假设a）相应的$γ-$射线脉冲发射是由于辐射反应极限区的曲率辐射，b）这种发射是在光柱附近的赤道电流片处产生的，我们证明了\emph{Fermi}数据提供了关于相应的加速电场分量的清晰指示。\emph{Fermi}截止能量和模型能量之间的直接比较表明，对于高$\dot{\mathcal{E}}$值，$σ$随$\dot{\mathcal{E}}$增加，而对于低值，$σ$饱和。该比较还表明，相应的间隙宽度向低$\dot{\mathcal{E}}$值增加。假设发射粒子的Goldreich-Julian通量，我们计算总的$γ-$射线光度$(L_γ)$。费米$L_γ$ -值和模型值对$\dot{\mathcal{E}}$的依赖性之间的比较表明，发射粒子多重性随着$\dot{\mathcal{E}}$的增加而增加。我们的建模指导下的\emph{Fermi} -数据单独，增强了我们的理解背后的脉冲星磁层的高能发射的物理机制。
2017-05-07 astro-ph.HE
Magnetosphere of an orbiting neutron star
我们进行无力模拟一个单一的中子星在平坦的时空进行轨道运动，模仿的轨道上的一个紧凑的双星系统的质量质心的恒星。我们的注意力集中在由中子星的磁偶极矩的加速从轨道中提取的动能上，特别是，这些能量如何在其周围的磁层中分布。详细的研究所产生的磁层配置在我们的设置，以及由于中子星自旋和磁轴和轨道轴的错位的影响。我们发现许多功能类似的脉冲星磁层的轨道中子星-即使在没有自旋-，正在特别感兴趣的发展螺旋电流片延伸到光柱。然后，我们利用脉冲星理论的最新进展来估计在这种电流片的重联区域产生的电磁辐射。
2020-02-19 astro-ph.HE gr-qc
Gamma-ray spectra of the Crab, Vela and Geminga pulsars fitted with SED of the emission from their current sheet
研究提出非共线中子星磁层超光速电流片产生的聚焦辐射 SED，可在 10² MeV–20 TeV 全段统一拟合三颗脉冲星的伽马射线能谱，并关联拟合参数与中子星物理特征。
2024-03-03 astro-ph.HE
Physical Conditions in the Reconnection Layer in Pulsar Magnetospheres
旋转脉冲星的磁层自然会在光柱（LC）之外形成电流片。在这个电流片中的磁重联不可避免地在几个LC半径内耗散了脉冲星自旋下降功率的非平凡部分。我们开发了一个基本的物理图片重联在这种环境中，并讨论其影响所观察到的脉冲γ射线发射。我们认为，重联收益在等离子体团占主导地位的制度，通过多个二级岛/通量绳的层次链。等离子体团间重连层受到强烈的同步加速器冷却，导致显著的等离子体压缩。使用这些电流层的压力平衡的条件下，由磁能量耗散和同步辐射冷却，安培定律之间的平衡加热，我们得到简单的估计层的关键参数-温度，密度和层厚度。在赤道电流片外的相对论脉冲星风的同动坐标系中，这些基本参数由上游重联磁场的强度唯一确定。对于蟹状星云脉冲星的情况，我们发现它们分别是10 GeV，$10^{13} cm^{-3}$和10 cm的量级。在考虑了脉冲星风引起的体多普勒增强后，来自重连电流片的同步辐射和逆康普顿辐射可以分别解释观测到的脉冲高能（GeV）和VHE（~100 GeV）辐射。此外，我们认为，快速的相对运动的次级等离子体团的等级链可能有助于产生脉冲星射电辐射。
2012-10-11 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Diffusivity in force-free simulations of global magnetospheres
摘要：假设违反无力电动力学约束所引发的数值扩散率是物理电阻率的代理，我们研究了它对赋予赤道电流片的无力排列脉冲星磁层的整体动态的影响。我们评估的约束违反扩散源。用于恢复无力条件的电场的修改的影响并不局限于赤道电流片，但修改的时间尺度比脉冲星旋转周期短的磁层动力学。这些校正尤其通过未探索的通道传播，即电荷密度$ρ$引起的变化。我们通过比较不同的技术模型$ρ$来量化扩散率的全球后果。默认情况下，我们结合了保守的$ρ$ -演变与双曲线/抛物线清洗的不准确性，在麦克斯韦方程组。作为一种替代方案，我们强制执行约束演化，其中$ρ$直接计算为电场发散。保守的方法减少了一个数量级的赤道电流片中耗散的坡印廷通量，随着Y点位置的移动驱动的脉冲星光度的增加。光度根据$L_{\rm Y}\propto α^{0.11}$变化，其中$α$是扩散与平流时间尺度的比率，控制（数值）扩散率的量。我们的模型建议将亮度对Y点位置的依赖性解释为赤道电流片处遇到的电阻率差异。或者，它们可以用电子对形成多重性$κ$来解释，较小的扩散与$κ\gg 1$一致。
2021-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Magnetic field configurations of a magnetar throughout its interior and exterior -- core, crust and magnetosphere
我们利用一个实际的状态方程得到了磁星内外的磁场组态，包括极向和环向分量。将磁化星划分为磁流体平衡核、霍尔平衡壳和扭曲无力磁层。我们系统地，同时计算这些区域在各种边界条件下使用格林函数松弛方法，并注意到这些数值结果的以下有趣的特点。首先，地核磁场的强度和结构影响地壳磁场。其次，核壳界面上的电流片影响内部和外部磁场配置。第三，扭曲的磁层在磁层中形成了磁场线的交叉点，如X点几何。X点几何的出现和消失取决于磁层中扭曲场的强度或核壳边界条件。我们的结果表明，霍尔磁流体动力学长期演化和磁层动力学演化都受到另一个区域的条件和磁星的核壳应力的深刻影响。
2015-09-30 astro-ph.HE
Exploring the energy-dependent radiation properties in dissipative magnetospheres with Fermi pulsars
根据最近的数值模拟结果，认为光柱外的赤道电流片是高能辐射的最有希望的位置。我们利用FIDO磁层曲率辐射计算方法研究了脉冲星的光变曲线和能谱。用谱算法构造了在LC内部具有近无力区而在LC外部具有有限但高电导率的FIDO磁层。通过对加速电场和曲率辐射损失影响下的粒子轨道积分，研究了脉冲星高能辐射特性。作为应用，我们将预测的光变曲线和能谱与Fermi 2PC星表中的蟹状星云和船帆座星云的光变曲线和能谱进行了比较。我们发现，用FIDO模型可以很好地再现蟹状星云和船帆座星云的光变曲线和能谱的观测特征。
2021-01-12 astro-ph.HE
Dynamics of Strongly Twisted Relativistic Magnetospheres
磁星的磁层被认为是强烈扭曲的，这是由于内部磁应力对恒星地壳的剪切。我们提出了随时间变化的轴对称模拟，详细显示了相对论性无力磁层通过大角度缓慢扭曲的演变。当扭曲幅度较小时，磁层通过一系列自由能增加的平衡准静态运动。在一定的扭曲幅度下，磁层变得撕裂模式不稳定，形成电阻性电流片，引发大规模的磁重联，其中很大一部分的磁自由能可以耗散。该“临界”扭转角对电阻长度尺度不敏感。快速剪切使磁层暂时稳定在临界角以上，使快速差速旋转恒星的磁层能够储存和耗散更多的自由能。除了这些影响，剪切旋转恒星的表面会增加施加在恒星上的自旋下降扭矩。如果剪切比旋转慢得多，那么自旋下降速率的峰值可能发生在从长扭曲时间尺度到恒星自旋周期或更短的任何时间尺度上，这取决于恒星剪切分布和磁层扭曲的现有分布。因此，一个能量储存在磁层中，并由磁层不稳定性释放的模型预测了SGR巨型耀斑之前测得的自旋下降率的巨大变化。
2013-12-11 astro-ph.HE
Force-free electrodynamics near rotation axis of a Kerr black hole
尽管它们对于理解天体物理学喷流具有潜在的重要性，但克尔黑洞周围磁层的物理上现实的精确解还没有找到，即使在无力近似下。相反，近似的分析解决方案，如Blandford-Znajek（分裂），以及数值解，已被构造。在本文中，我们考虑一种新的方法来分析和建设这样的磁层。我们考虑无力电动力学靠近磁层的旋转轴周围的克尔黑洞假设轴对称。这是无力近似应该工作得最好的区域，也是射流所在的区域。我们进行了系统的研究（分裂）抛物面，抛物面和垂直渐近行为的渐近区域。施加类似于（分裂）的渐近性，我们发现在某些假设下，要求在旋转轴和事件视界的规律性限制流方程的解决方案这么多，它是不可能的解决方案是连续连接到静态（分裂）的史瓦西黑洞周围的旋转极限为零。一方面，这一结果为文献[1]中Blandford-Znajek（split-）算子的渐近性所发现的问题提供了独立的证据。另一方面，我们也指出了我们的论点中可能的警告，人们可以想象地利用修改的布兰德福德-Znajek（分裂）的微扰建设。
2020-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The energy-dependent gamma-ray light curves and spectra of the Vela pulsar in the dissipative magnetospheres
本研究针对Vela脉冲星的能量依赖伽马射线辐射特征，通过伪谱法构建含赤道电流片耗散区的近无力耗散磁层，结合试验粒子轨道法计算辐射特性，成功重现Fermi观测的相关趋势。
2024-03-10 astro-ph.HE
Radio spectra of pulsars fitted with the spectral distribution function of the emission from their current sheet
本文用脉冲星磁层中超光速电流片焦散辐射的单一谱分布函数拟合五类射电谱，证明谱弯曲特征源于辐射机制本身而非吸收，并反推中子星及磁层物理参数。
2024-02-25 astro-ph.HE
High-energy radiation from the pulsar Equatorial Current Sheet
Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文与应用数学研究中心）
本文基于脉冲星磁层中赤道电流层的高能辐射产生机制，提出了一种基于第一性原理的新方法，通过理想力自由解确定电流层形状和外部磁场，并考虑耗散时的额外电场和磁场成分，以生成高能辐射的现实天空图，并与PIC模拟结果进行比较。
2026-05-20 astro-ph.HE
The centrifugal acceleration and the Y-point of the Pulsar Magnetosphere
在理想MHD近似下研究轴对称脉冲星磁层的离心加速度，发现Y点附近超快流无法打开磁场，而闭合场区大Lorentz因子等离子体经磁重联转移至开放场区可实现磁场打开，并估算了离心风的Lorentz因子。
2024-07-27 astro-ph.HE
Electron positron pair flow and current composition in the pulsar magnetosphere
我们对脉冲星磁层进行了从头算粒子模拟，电子-正电子等离子体仅产生于靠近中子星表面的区域。我们研究了磁层如何从真空过渡到一个几乎没有力的配置。我们比较所得到的力免费的配置与粒子注入无处不在，以及宏观力免费模拟的PIC模拟中获得的。我们发现，尽管两种PIC解具有相似的电磁场结构和电流密度分布，但它们具有不同的粒子密度分布。事实上，在从表面溶液注入时，电子和正电子只沿着部分返回电流区域逆流，大多数粒子离开磁层而不返回恒星。我们还发现，在外磁层的对生产是不关键的充满整个磁层等离子体。通过分析粒子运动轨迹，研究了支撑全局电磁位形的电流密度分布是如何形成的。我们发现，电子通过穿过磁场线而沉淀到光圆柱内部的返回电流层，正电子通过穿过磁场线而沉淀到光圆柱外部的电流片上，从而形成了整体电动力学所要求的电荷密度分布。此外，在靠近Y点的区域中存在被捕获的电子群。另一方面，能量最大的正电子在Y点附近被加速。这些过程可能具有观测特征，通过进一步的建模工作，将有助于将这种特定的磁层配置与其他配置区分开来。
2018-03-03 astro-ph.HE
Radiative pulsar magnetospheres: oblique rotators
脉冲星的磁层充满了相对论对，它们从射电波长中大量发射光子，能量高达GeV，有时在TeV范围内。高效的粒子加速将恒星旋转动能转化为无线电、X射线和伽马射线光子。没有力的磁层没有耗散，不能进行这种转换。某些非理想的等离子体效应必然会在磁层中产生。在本文中，我们计算脉冲星辐射磁层的辐射反应极限，辐射完全平衡单粒子加速度的数值解。使用适当的欧姆定律，耗散仅由对多重性因子~ $κ$控制。此外，我们允许一个最小的辐射区域，其中仅在需要时添加耗散，或者允许一个无外力的内部辐射外部模型。这种方法自然地和自洽地将粒子动力学与其在超相对论性区域中的辐射场联系起来。我们的解决方案倾向于适度大的多重性，$κ\gg 1$，减少自旋向下的能量转化为辐射的无力限制。然而，对于足够低的多重性$κ\lesssim1$，一个显着的部分自旋下降的能量流入辐射通过粒子加速。电磁场对等离子体所作的功主要发生在光柱外的条纹风的电流片中。然而，无论模型如何，对磁拓扑结构的影响都可以忽略不计。因此，如图所示，相关的天空图和光变曲线仅受到微弱的影响。
2022-02-25 astro-ph.HE
A Tale of Two Current Sheets
我概述了一个新的模型的粒子加速在电流片分离的开放领域的线在无力模型的脉冲星磁层的封闭，重联的基础上发生在光柱和“极光”加速返回电流通道，连接光柱的中子星表面。我讨论了最近的研究脉冲星风星云，发现对流出率超过现有的理论预测的对创造发生，并利用这些结果指出，终端激波上游脉冲星风中的磁场耗散作为解决“$σ$“问题的可行模型，由于较低的风4-更大的质量负载所暗示的速度。
2010-09-14 astro-ph.HE
Images of magnetospheric reconnection-powered radiation around supermassive black holes
吸积的超大质量黑洞现在可以在事件视界尺度上以毫米波长观测到。目前对图像的预测依赖于假设（流体模型，热电子），这些假设可能并不总是在黑洞附近成立，因此完整的动力学处理是有序的。在这封信中，我们描述了第一个三维全球广义相对论粒子模拟黑洞磁层。该系统显示一个持续的赤道电流片。合成图像计算的射线跟踪同步辐射从非热粒子加速在这个电流片的磁重联。我们确定了几个随时间变化的功能，在中等视角的图像：一个可变半径的环，热点沿它移动。在这个政权，我们的模型预测，大部分的图像流量位于临界曲线内。这些结果可以帮助理解未来的黑洞磁层观测在提高时间和空间分辨率。
2022-10-28 astro-ph.HE
Fourth-order split monopole perturbation solutions to the Blandford-Znajek mechanism
Blandford-Znajek（BZ）机制描述了一个从旋转黑洞（BH）中提取能量的物理过程，BH被认为是活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）等多种天体物理源的能量来源。BZ机制的唯一已知解析解是直到$O(a^2)$的分裂微扰解，其中$a$是Kerr黑洞的自旋参数。本文将该解推广到高阶$\sim O(a^4)$。我们仔细研究了BH磁层的结构，包括磁力线的角速度$Ω$，环向磁场$B^ϕ$以及极向电流$I$。此外，还研究了相应的能量提取率$\dot E$和这种高阶微扰解的稳定性。
2015-03-17 astro-ph.HE gr-qc
Stabilization of Magnetic Reconnection in Relativistic Current Sheet
最近，相对论热等离子体被强磁场限制的磁重联在与天体物理对象（例如，脉冲星磁层和磁星）。然而，在等离子体片与相对论性高速漂移电流重联尚未调查。因此，我们从理论和计算的角度研究了相对论热等离子体片中高速漂移流的相对论重联增长率。因此，我们认为，相反的相对论重联的快速能量耗散的传统理解，磁重联的增长被抑制。
2020-06-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Polarized synchrotron emission from the equatorial current sheet in gamma-ray pulsars
偏振是一种强有力的诊断工具，可以用来确定γ射线源中高能脉冲发射和粒子加速的位置。最近对脉冲星磁层的粒子模拟表明，高能辐射是由赤道电流片中发射同步辐射的粒子加速产生的。在这项研究中，我们重新检查的模拟数据来计算相位分辨偏振特性。我们发现，辐射是轻度偏振的，并且在通量与线偏振度（开脉冲：~ 15%，关脉冲：~30%）之间存在着一种线性关系。脉冲过程中极化的降低主要归因于电流片中焦散线的形成。当视线通过电流片时，由于磁极性的变化，每个光脉冲系统地伴随着偏振角的快速摆动。在脉冲星倾角约60度和观测者视角约130度的情况下，可以很好地再现在蟹状星云中观测到的光学偏振图案。预测的高能极化是当前片发射情景的一个强大功能，可以通过未来的X射线和伽马射线偏振测量仪器进行测试。
2016-09-05 astro-ph.HE
Crustal Quakes Spark Magnetospheric Blasts: Imprints of Realistic Magnetar Crust Oscillations on the Fast Radio Burst Signal
本文将磁星地壳的磁弹性动力学模拟与磁层的三维相对论电动力学模拟结合，揭示地壳振荡触发磁层波并引发多种非线性现象，为快速射电暴机制提供约束。
2025-08-25 astro-ph.HE
Nonlinear Explosive Magnetic Reconnection in a Collisionless System
半个多世纪以来，围绕磁重联引起的快速磁能耗散的争论一直是等离子体宇宙中的一个基本话题，不仅在地球的磁层中，而且在脉冲星磁层和磁星等天体中。最近，非热粒子加速和等离子体加热过程中的重联已被广泛研究，有人认为，快速的能量耗散可以发生碰撞的“薄”电流片，其厚度的顺序的粒子回旋半径。然而，对于厚度大于粒子回旋半径的“厚”电流片，如何发生快速的能量耗散是一个有趣的谜。在这里，我们证明，使用一个高分辨率的粒子在细胞中的模拟对等离子体，爆炸性的重联可以出现的惯性电阻率的增强，由于重联磁场和电流片的收缩的曲折粒子的磁化。此外，无论电流片的初始厚度如何，非线性爆炸重联的时间尺度都是Alfvén渡越时间的几十倍。
2021-05-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Unipolar Induction Star-Disk Interaction
一些关键的意见，流行的模型，星盘相互作用，特别是在旋转性质的磁场线和应用磁流体力学冻结场定理的磁盘等离子体。作为一种替代方案，单极感应模型提出，其中磁场是固定的空间和恒星单极电场$\vec E_{*}$的表面上上传到磁层。通过坡印廷矢量，恒星和磁层形成一个耦合系统，在这个耦合系统中，恒星的机械角动量、磁层的电磁角动量和磁层中等离子体的机械角动量组成的总角动量是守恒的。恒星与吸积盘的相互作用是通过单极电场$\vec E_{*}$通过等势场线投射到吸积盘上，产生盘电流，从而在盘的两侧产生符号相反的环形场，并通过恒星表面返回电流回路。其结果是，以盘电流片为边界条件，在南北半球的磁层场中加入了磁通量。这使得星盘系统成为一个天体物理学场所，通过恒星的旋转能量产生强烈的磁场。当磁层中的磁通量增加到超过磁盘的电流承载能力时，从这个星盘系统中提取角动量，导致大规模的磁爆发，将坡印廷通量以各向同性或波束的方式发送到太空。
2017-06-05 astro-ph.HE
The Crab pulsar: ion-proton plasma and high-frequency radio spectrum
总结了蟹状星云脉冲星高频脉冲间的显著能带结构的显著特征。它的源必须位于一个电流片中，可能与开闭磁层分界线重合，其机制是一种单程自由电子激光。电流片中向外移动的电子分量与向内定向的离子-质子朗缪尔模式的纵向电场相互作用。因此，能带结构是离子不同荷质比的自然结果，这些荷质比是从极冠到光柱的加速离子的返回电流分量，几乎所有的质子都是如此。
2018-02-08 astro-ph.HE
Weak Alfvénic turbulence in relativistic plasmas II: Current sheets and dissipation
在黑洞吸积盘和中子星磁层中激发的阿尔文波是相对论性磁化等离子体中湍流的基石。在这些系统中可获得大量的磁能，使得即使在弱湍流状态下也可显著加热等离子体。我们进行高分辨率的三维模拟的反向传播的阿尔文波，显示出一个$E_{B_{\perp}}(k_{\perp}) \propto k_{\perp}^{-2}$能谱的发展作为一个结果的弱湍流级联在相对论磁流体力学和它的无限磁化（无力）的限制。等离子体湍流无处不在地产生电流片，这些电流片充当磁能耗散的位置。我们表明，电流片的形式作为一个自然的结果，非线性相互作用之间的反向传播阿尔文波。这些电流片的形成是由于细长的涡流的压缩，由增长的高阶模式引起的剪切驱动，并经历变薄的过程，直到它们分裂成小尺度的湍流结构。我们探讨了在重叠波和局域波包碰撞中{电流片}的形成。在天体物理系统中，局域阿尔文波的相对论相互作用既能产生阿尔文波又能产生快波，有效地介导了电磁能量的转换和耗散。等离子体在阿尔芬波相互作用过程中产生的电流片中通过重联而发生的碰撞可以解释黑洞吸积冕和中子星磁层中的X射线辐射。
2021-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Axisymmetric force-free magnetosphere of a pulsar. I. The structure close to the magnetic axis
对脉冲星静止轴对称无力磁层进行了解析研究。脉冲星方程在磁轴附近区域求解。从轴向区域电流函数的线性化出发，我们发现轴向磁通量函数在中子星上方的任何高度都是有效的。这个函数被用来作为一个起始近似开发系列的非线性脉冲星方程在极地地区。考虑到脉冲星磁通量在无穷远处的准单极特性，我们得到了磁通量和电流函数的唯一渐近级数。在无穷远处，这两个函数都很接近，但不等同于已知的无力粒子的情况。发现极隙顶部的通量函数与中子星表面的偶极通量函数不同。结果表明，闭合中子星表面脉冲星电路的横向电流片与全球磁层结构一致，小极角下的粒子流可以排除，稳态级联的情况是可以接受的.本文件是第一步，对完整的分析描述的脉冲星力自由磁层允许等离子体产生的差距和脉冲星电流电路闭合。
2012-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Electrodynamics and dissipation in the binary magnetosphere of pre-merger neutron stars
通过三维无力电动力学模拟，研究双中子星并合前磁层能量释放，发现KH不稳定性与磁重联驱动耗散，可产生压缩波并可能解释快速射电暴前兆。
2025-02-28 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Dissipation of the striped pulsar wind and non-thermal particle acceleration: 3D PIC simulations
大规模电流片的形成是脉冲星磁层的一个普遍特征。如果磁轴与恒星自转轴不重合，电流片是一个振荡结构，充满了由倾角决定的赤道楔，称为条纹风。相对论重联可能会导致大量的磁能耗散和粒子加速，尽管这一过程的效率在这方面存在争议。在这项研究中，我们的目标是调和全球模型的脉冲星风动力学和重新连接在同一数值框架内的条纹，以揭示新的光耗散和粒子加速脉冲星风。为此，我们进行大型三维粒子模拟分裂的磁层，从恒星表面到50光柱半径远离脉冲星。等离子体支配的重联有效地将电流片分割成由次级电流片分隔的相互作用的通量绳的动态网络，次级电流片在所有半径处有效地消耗场，甚至超过快磁声点。我们的研究结果表明，有一个普遍的耗散半径完全由重联率在片，躺在上游的终止激波半径孤立对产生的双光子。风体洛伦兹因子的相对论性比以前认为的要小得多。在共动框架中，风是由被捕获在通量绳内的热对组成的，具有硬的宽幂律谱，其最大能量受到发射时风的磁化的限制。我们的结论是，条纹风最有可能完全消散时，它进入脉冲星风星云。预测的风粒子谱消散后，让人想起蟹状星云的无线电发射电子。
2020-08-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetic energy dissipation and gamma-ray emission in energetic pulsars
一些能量最高的恒星在$0.1$到$100$ GeV波段表现出旋转调制的伽马射线辐射。这种辐射的亮度通常是脉冲星自旋下降功率（伽马射线效率）的$0.1\text{-}10\%$，这意味着可用电磁能量的很大一部分在磁层中耗散，并作为高能光子重新辐射。为了研究这种现象，我们使用具有强同步加速器冷却的3D粒子模拟来模拟脉冲星磁层。我们特别关注的动态赤道电流片的磁重联和能量耗散发生。我们的模拟表明，磁层电流片中耗散的自旋下降功率的一小部分是由微物理等离子体尺度下的磁重联速率控制的，并且仅取决于脉冲星倾角。我们证明了加速对的最大能量和分布函数由电流片附近的每个粒子的可用磁能，磁化参数控制。等离子体分布的形状和程度被印在所观察到的同步辐射中，特别是在所观察到的光谱的峰值和截止处。我们研究了同步辐射冷却的强度如何影响所观察到的各种光谱形状。我们的结论很自然地解释了为什么具有更高自旋下降功率的恒星具有更宽的光谱形状，因此伽马射线效率较低。
2023-03-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
