Radiation and Polarization Signatures from Magnetic Reconnection in Relativistic Jets--I. A Systematic Study
耀变体是从超大质量黑洞中流出的相对论性磁化等离子体，它们非常接近我们的视线。它们的发射是非热主导的，并且在整个电磁波谱中高度可变。相对论性磁重联被认为是耀变体耀斑中粒子加速的驱动因素。虽然最近的粒子模拟已经自洽地研究了其中的磁重联和粒子加速的演化，但由此产生的辐射特征尚未被系统地探索。特别是，极化签名，这直接反映了特征强动态磁场演变过程中的重联，没有仔细研究。本文基于PIC和偏振辐射传输模拟，系统地研究了Blazar中磁重联引起的辐射和偏振特征。我们确定了一个更难时，更明亮的光谱演变的趋势。此外，在同步加速器光谱分量中，高频带往往比低频带更早地闪烁。最重要的是，极化信号随着频率的增加而变化。我们发现，时间偏振变化强烈地依赖于引导场强度。特别是，重联与显着的引导场分量导致非常高的偏振度，矛盾的典型blazar观测，而大的偏振角旋转是独特的签名磁重联之间的几乎反平行的磁场线。这些旋转至少是$90^o$，并且可以扩展到$>180^o$，并且它们可以在两个方向上旋转。这些结果意味着具有大偏振角旋转的耀变体本质上具有更接近反平行的磁场形态。
2020-08-21 astro-ph.HE
X-ray Polarization Signatures from Comptonization by Magnetic Reconnection Plasmoids
Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）
通过蒙特卡罗辐射传输模拟磁重联等离子体团链的康普顿化过程，发现其能产生100 keV谱截断，且1 keV以上X射线偏振垂直于重联层，偏振度强于各向同性热等离子体康普顿化。
2026-09-15 astro-ph.HE
MOJAVE. XX. Persistent Linear Polarization Structure in Parsec-scale AGN Jets
利用15 GHz极化甚长基线列阵（VLBA）观测资料，分析了436个活动星系核（AGN）的秒差距尺度线极化特性。我们提供了自1996年1月19日至2019年8月4日至少五个时期的平均偏振和总强度图像。堆叠将图像灵敏度提高到$\sim$ 30 $μ$ μ/束，并且在总强度和线性偏振方面有效地填充射流横截面。通过恢复电场矢量位置角（EVPA）和分数极化的空间分布，揭示了长期持续的磁场结构及其规律性。平均而言，大约需要10年的叠加周期来揭示源的稳定和最完整的偏振分布。我们发现，极化的程度显着增加，并在整个射流向其边缘，通常表现出U或W形的横向剖面，这表明存在一个大规模的螺旋磁场与流出。在一些活动星系核喷流，主要是BL湖，我们检测到准恒定的分数偏振剖面整个射流，伴随着EVPA密切关注流出。BL Lac在其核心和喷流中显示出比类星体更高的分数偏振值，直到百秒差距的投影尺度，而在更大的尺度上，它们变得相当。高同步加速器峰值BL Lac喷流被发现是不太极化比中间和低同步加速器峰值BL Lac。BL Lac中EVPA的空间分布倾向于与当地喷流方向一致，而类星体则表现出过度的正交偏振取向。
2023-02-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Collision-induced magnetic reconnection and a unified interpretation of polarization properties of GRBs and blazars
伽马射线暴（GRB）和Blazar的喷流成分和能量耗散机制一直是人们尚未完全理解的基本问题。一个合理的模型是解释的$γ$射线辐射的伽玛暴和光发射的耀变体的同步辐射的电子加速从碰撞引起的磁耗散区的坡印亭通量占主导地位的喷流。偏振观测值是检验该模型的一个重要而独立的信息。基于我们最近的3D相对论MHD模拟的碰撞诱导磁耗散的磁为主的斑点，在这里，我们执行的偏振特性的辐射在耗散区的计算和应用的结果来模拟的偏振观测数据的伽玛暴瞬发辐射和耀变体光学辐射。结果表明，同一个数值模型在不同的输入参数下可以很好地模拟GRB和Blazar的观测数据，特别是GRB 100826 A的$90^{\circ}$偏振角变化和Blazar 3C279的$180^{\circ}$ PA摆动。这支持了一个统一的模型，伽玛暴和耀变体喷流，这表明碰撞引起的磁重联是一个共同的物理机制，以权力的相对论性喷流发射的事件有非常不同的黑洞质量。
2016-03-21 astro-ph.HE
Radiation and Polarization Signatures from Magnetic Reconnection in Relativistic Jets--II. Connection with $γ$-rays
一般认为耀变体喷流是从超大质量黑洞流出的相对论性磁化等离子体。一个关键问题是喷流如何耗散磁能来加速粒子并驱动强大的多波长耀斑。相对论性磁重联被认为是耀变体发射区等离子体的主要物理过程。最近的数值模拟表明，非热粒子的强烈加速可能导致多波长耀斑。然而，以前的作品没有直接评估$γ$ -射线签名的第一原理模拟。本文采用粒子模拟和偏振辐射传输相结合的方法研究了相对论磁重联在轻子态下的多波长辐射和光学偏振特性。我们发现了光学和{ \it Fermi-LAT} $γ$ -射线波段以及密切相关的光学和$γ$ -射线耀斑的更硬时更亮的趋势。光学偏振角的摆动也伴随着具有微小时间延迟的$γ$射线耀斑。有趣的是，我们发现高度可变的同步自康普顿签名由于不均匀的粒子分布在等离子体团合并。这个特征可能导致快速$γ$ -射线耀斑或孤儿$γ$ -射线耀斑在轻子的情况下，补充经常考虑的微型喷流的情况。如果等离子体团合并可以将质子加速到非常高的能量，它也可以推断强子情景下次级同步辐射通量较低的中微子发射。
2021-11-04 astro-ph.HE
A First-Principle Model for Polarization Swings during Reconnection-Powered Flares
我们表明，在磁主导的快速冷却等离子体的磁重联可以自然地产生明亮的耀斑伴随着旋转的同步极化矢量。用粒子模拟重联，我们发现耀斑是由有效的粒子加速合并磁通量绳，或“等离子体团”的接口。加速的粒子流通过合并后的等离子体团流向观察者，从而逐渐照亮具有不同天平面场方向的区域，并因此导致观察到的偏振矢量的旋转。我们的研究结果提供了证据，磁重联的物理原因的高能耀斑的相对论喷流的耀变体（最近的观测表明，经常与偏振旋转），并提供了第一原理的物理机制，这样的耀斑。
2020-07-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The Role of Faraday Rotation in the Polarization of the X-rays from Magnetically Powered Black Hole Coronas
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）
本文研究了磁重联在黑洞X射线双星硬态下强烈偏振X射线发射中的作用，通过三种磁能耗散机制估计冠状磁场，并指出弗拉马里旋转对活动星系核冠状体X射线偏振作用有限。
2026-02-12 astro-ph.HE
Ultra-extreme high-frequency-peaked BL Lacs: A potential population of MeV synchrotron blazars
INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）
研究提出超极端高频峰BL Lac天体（UEHBLs）作为同步辐射峰在MeV波段的新族群，通过混合激波-湍流加速模型模拟其能谱分布，发现它们对MeV任务敏感但无法被GeV/TeV设备探测，并识别出Swift-BAT候选源。
2026-06-06 astro-ph.HE
High-Synchrotron-Peaked BL Lacs as Multi-Messenger Sources: Connecting Ultra-High-Energy Cosmic Rays and Neutrinos
Unidade Acadêmica de Física, Universidade Federal de Campina Grande (UAF-UFCG)（坎皮纳格兰德联邦大学物理学术单位）；Instituto de Física, Universidade de São Paulo (IFUSP)（圣保罗大学物理研究所）；Departamento de Engenharias e Exatas, Universidade Federal do Paraná (UFPR)（巴拉那联邦大学工程与理学院）；Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Universidade Estadual de Londrina (UEL)（隆德里纳州立大学物理系物理学研究生项目）；Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)（巴拉那联邦技术大学物理与天文学研究生项目）；Programa de Pós-Graduação em Física Aplicada, Universidade Federal da Integração Latino-Americana（拉丁美洲一体化联邦大学应用物理学研究生项目）；Departamento de Física, Universidade Federal do Espírito Santo, Núcleo de Astrofísica e Cosmologia (Cosmo-Ufes)（圣埃斯皮里图联邦大学物理系天体物理与宇宙学中心）
本文综述了高同步峰BL Lac天体作为超高能宇宙射线和中微子候选源的物理特性、观测证据及未来探测前景。
2026-05-30 astro-ph.HE
Radiative Properties of Plasmoids and Plasmoid Mergers in Magnetic Reconnection
本文提出结合磁矢势与密度的图像处理方法，识别并统计孤立及并合等离子体团的辐射贡献，揭示其发射率、偏振与耀发振幅规律。
2024-06-15 astro-ph.HE
Variability and evolution of the optical polarization of a sample of gamma-ray blazars
本研究分析26个伽马射线耀变体的光学偏振长期变异性，发现BL Lac与FSRQs在偏振度、角度分布、流量相关性及旋转频率上存在差异，并用扩展喷流激波情景解释观测特征。
2023-06-06 astro-ph.HE
Applying Relativistic Reconnection to Blazar Jets
在耀变体中观测到的快速而明亮的非热辐射耀斑需要相对论活动星系核喷流中有效的能量耗散和粒子加速机制。相对论性磁重联中的粒子加速问题正受到动力学数值模拟的积极研究。相对论重联产生硬幂律电子能量分布N（gamma）= N_0 gamma^（-p）exp（-gamma/gamma_max），指数p -> 1，在磁化极限σ = B^2/（4 pi w）>> 1（其中w是相对论焓密度）下，指数截止洛伦兹因子gamma_max ~ sigma。电子-质子等离子体中的重联可以通过质量比m_p/m_e额外地提高γ_max。因此，在BL Lac的情况下，为了将粒子加速到γ_max ~ 10^6，重联应该在非常高的磁化强度σ_max >~ 10^3的等离子体中进行。另一方面，相对论喷流的磁体加速需要中等平均喷流磁化值，σ_mean ~ Gamma_j <~ 20（其中Gamma_j是喷流体洛伦兹因子）。我建议的系统依赖的gamma_max的blazar光度类-blazar序列-可能会导致系统的趋势sigma_max由于均匀加载的轻子对创造调节的能量密度的高能量外部辐射场。与此同时，相对论活动星系核喷流由于质子的附加负载而应该是高度不均匀的，这应该大致独立于blazar类来确定sigma_mean的值。
2016-09-06 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Energy-Dependent Polarization Angle Variability as a Robust Diagnostic for Blazar Flaring Mechanisms
University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Washington University in St Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Los Alamos National Lab（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；New Mexico Consortium（新墨西哥联盟）
研究通过分析偏振角变异性标准差的能量依赖性，揭示了活动星系核耀斑机制的差异，发现磁重联和磁化湍流对偏振角变异性有不同影响，为高能天体物理提供了新的诊断工具。
2026-04-29 astro-ph.HE
Polarization Dynamics of X-Ray Synchrotron Emission from a Multi-Zone Blazar Jet
Washington University in St Louis（圣路易斯华盛顿大学）；University of Maryland Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）
研究通过多区模型解释Mrk 421的X射线极化行为，发现磁重联主导模型能最佳匹配观测数据。
2025-12-23 astro-ph.HE
Multi-wavelength Emission of Gamma-ray Burst Prompt Phase. II. Spectral Polarimetry
本文研究磁重联模型下伽马射线暴从光学到MeV波段的偏振谱，发现其偏振度和偏振角随频率的变化特征与光球层模型存在可区分差异，并首次分析偏振角旋转谱，为未来能量分辨偏振观测区分模型提供依据。
2025-01-04 astro-ph.HE
A recent change in the optical and γ-ray polarization of the Crab nebula and pulsar
我们报告了利用Galway天文斯托克斯偏振计（GASP）、哈勃空间望远镜/高级巡天照相机（HST/ACS）和国际伽马射线天体物理实验室卫星（Integral）对蟹状星云和脉冲星系统的光学和γ射线光子偏振的观测结果。当结合其他光学偏振观测结果时，这些结果表明偏振的光发射和γ射线偏振以类似的方式变化。通过这项工作已经观察到光学偏振角的变化，从2005年的109.5 \pm 0.7°到2012年的85.3 \pm 1.4 °。另一方面，γ射线偏振角从2003-2007年的115 \pm 11 °变为2012-2014年的80 \pm 12 °。在过去几年中，Agile和Fermi的高能γ射线任务在蟹状星云中探测到了强烈的耀斑活动，并提出了磁重联过程来解释这些观测结果。GASP和Integral首次观测到蟹状星云/脉冲星的偏振光学和γ射线发射的变化，这可能表明蟹状星云中可能存在重联。我们还报告，为第一次，从蟹状星云脉冲星+结系统的光学圆偏振的非零措施。
2015-11-24 astro-ph.HE
Why are some BL Lacs detected by \fermi, but others not ?
通过将170个BL Lac的存档样本与2年\fermilat AGN样本进行交叉相关，我们编制了100个具有\fermi检测的BL Lac样本（FBL）和70个非\fermi BL Lac样本（NFBL）。我们比较了FBL和NFBL的各种参数，包括红移、408 MHz的低频射电光度（$L_{\rm 408MHz}$），宿主星系的绝对星等（$M_{\rm host}$），来自NVSS调查的极化分数（$P_{\rm NVSS}$），在5 GHz观测到的角秒尺度射电核心通量（$F_{\rm core}$）和射流多普勒因子;所有参数直接来自\textbf{measured}或来自文献中的可用数据。我们发现，多普勒因子是在FBL比在NFBL的平均更大，和PDMATHAMT射线的检测率较高的源具有较高的多普勒因子。相反，在红移的内禀参数$ L_{\rm 408MHz}$、$ M_{\rm host}$和$ P_{\rm NVSS}$方面没有显著差异。FBL似乎有更高的概率表现出可测量的自行。这些结果强烈地表明，与NFBL相比，FBL中的聚束效应更高。无线电核心流量被发现是强烈相关的$γ$射线流量，这仍然排除后，共同依赖的多普勒因子。在固定的多普勒因子下，FBL具有比NFBL更大的射电核心通量，这意味着NFBL中的$γ$射线发射更低，因为射电和$γ$射线通量显著相关。结果表明，多普勒因子是探测$…
2014-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast radio bursts from reconnection in magnetar magnetosphere
在一些快速射电暴中，已经报道了接近100%的线极化。这一发现严格限制了排放机制。我认为全极化辐射可能是在磁星外磁层的相对论性磁重联过程中产生的。磁星耀斑爆发时，大尺度的磁扰动形成磁脉冲，从耀斑中心向外传播。脉冲强烈压缩磁层等离子体并将其推开。当磁脉冲到达电流片时产生高频MHD波，电流片刚好在光圆柱之外分离出相反方向的磁场。磁岛在重新连接的电流片中的合并产生磁声波，磁声波在磁脉冲的顶部传播，并在风的远区逃逸为沿磁星旋转轴极化的无线电波。我估计参数的传出辐射，并表明，他们是兼容的FRB的观察到的属性。
2020-05-27 astro-ph.HE
Multi-wavelength Emission of Gamma-ray Burst Prompt Phase. I. Time-resolved and Time-integrated Polarizations
本文基于磁重联模型并用三段幂律能谱重构Stokes参数，研究GRB瞬时阶段多波长偏振，给出光学与X射线的时间分辨及积分PD，并提出用PA演化区分光球与同步辐射模型。
2024-05-10 astro-ph.HE
Testing particle acceleration models for BL LAC jets with the Imaging X-ray Polarimetry Explorer
为了确定最近发射的成像X射线偏振探测器（IXPE）是否能跟踪blazar喷流中不同粒子加速机制引起的偏振变化，我们根据Tavecchio等人的理论预测模拟了一个偏振度和角度可变的高同步加速峰值（HSP）blazar的观测，2020（冲击加速度模型），Bodo等人，2021年（磁重联模型）和Marscher \& Jorstad，2021年（湍流极端多区模型）。我们使用蒙特卡罗工具ixpeobssim来创建真实的IXPE数据产品。我们通过将模拟数据时间切片到任意短的时间仓中来创建偏振度和角度的模拟光曲线。我们使用一个$χ^2$测试，以评估性能的观察，在检测的偏振特性的时间变化。一系列的10 ks长的观测允许IXPE遵循的情况下，冲击加速模型的偏振度的时间变化。在磁重联模型的情况下，标称注入模型提供了5-10 ks的时间仓的模拟IXPE数据的最佳拟合，这取决于测试的通量水平。对于TEMZ模型，需要更短的时间片0.5千秒，以获得一个正式的良好拟合的模拟IXPE数据与注入模型。另一方面，我们发现，与一个常数模型的拟合提供了一个$χ^2$低于与标称注入模型的拟合时，使用的时间片为20 ks，60/70 ks，和5 ks的情况下的冲击加速度，磁重联和TEMZ模型，分别。我们的结论是，只要观测的统计数据允许切片的数据在足够短的时间箱，IXPE观测HSP耀变体在一个典型的通量水平可以检测到流行的模…
2022-03-17 astro-ph.HE
Systematic Study of Gamma-ray bright Blazars with Optical Polarization and Gamma-ray Variability
耀变体是高度可变的活动星系核，其发射从无线电到伽马射线的所有波长的辐射。来自耀变体的偏振辐射是低能同步辐射的一个关键证据，并且它也变化很大。耀变体的偏振对于理解喷流的起源、约束和传播是很有意义的。然而，尽管已经进行了大量的测量，但射流产生、成分和可变性背后的机制仍然存在争议。我们在2008年7月至2014年12月期间对45颗耀变体进行了同步的伽马射线和光学双偏振测量观测，以研究变化的机制并寻找耀变体的几个子类之间的基本关系。我们确定的最大程度的光学线性偏振和伽马射线光度或伽马射线的光通量的比率之间的相关性。由于最大偏振度取决于磁场的条件（混沌或有序），这一结果意味着不同类型耀变体（FSRQs vs. BL Lac）之间pc尺度相对论喷流中磁场的内在排列存在系统性差异，因此也意味着不同类型射电星系（FR Is vs. FR IIs）之间的差异。
2016-10-14 astro-ph.HE
Revisiting flares in Sagittarius A* based on general relativistic magnetohydrodynamic numerical simulations of black hole accretion
本研究基于GRMHD模拟数据，发展磁重联磁通量绳模型，计算电子辐射以解释Sgr A*耀斑的观测特征，并与GRAVITY观测取得良好一致。
2024-05-27 astro-ph.HE
An Optical View of BL Lacertae Objects
BL Lac天体是活动核，位于大质量椭圆星系中，其发射主要由与视线紧密对齐的相对论性喷流控制。这意味着存在一个母源人口与错位喷流，已被确定与低功率radiogaleography。BL Lac的光谱，在整个电磁范围内以非热发射为主，加上明亮紧凑的无线电核心，高光度，在所有频率下快速和大幅度的通量变化和强极化，使这些来源成为高能天体物理学的最佳实验室。这一类别最显著的特征是谱线的弱或缺失，这在历史上阻碍了对它们性质的识别，并且此后被证明是确定它们距离的障碍。在本文中，我们审查的主要观测事实，有助于目前的基本解释这类活动星系。我们概述了BL Lac天体研究领域的历史及其人口，因为它出现了多波长的调查。与射电、X射线和伽马射线频率的通量变化和偏振特性相比，本文总结了这些特性以及宿主星系、它们的环境和中心黑洞质量的现有知识。我们专注于此审查的光学观测，发挥了至关重要的作用，在早期阶段的BL湖的研究，尽管广泛的无线电，X射线，最近伽马射线观测，可以代表未来的主要贡献揭开这些来源的起源。特别是，它们可以对长期争论的这类活动星系核的宇宙演化问题以及超大质量黑洞的形成与相对论性喷流之间的联系提供坚定的结论。
2014-07-29 astro-ph.HE
The Internal-Collision-Induced Magnetic Reconnection and Turbulence (ICMART) Model of Gamma-Ray Bursts
最近费米对GRB 080916 C的观测表明，与假定的火球相关的明亮光球发射消失了，这表明坡印廷通量占主导地位的外流。本文提出了一个坡印廷通量占优区伽马射线暴瞬发辐射模型，即内碰撞诱发磁重联和湍流（ICMART）模型。据设想，伽玛射线暴中央发动机发射间歇性的，磁主导的风，在伽玛射线暴发射区，喷出物仍然适度磁化。与内激波（IS）模型类似，微型壳体在传统的内激波半径处发生内部相互作用。这些早期碰撞中的大多数几乎没有能量耗散，但会使有序的磁场线发生畸变。在某一时刻，磁场位形的畸变达到了允许快速重联种子产生的临界条件，从而在相互作用区产生相对论MHD湍流。湍流进一步使磁力线扭曲，使额外的磁重联变得容易，导致存储的磁场能量的跑道释放（ICMART事件）。在ICMART区域加速的粒子辐射出同步加速器光子，为观测到的伽马射线提供能量。每个ICMART事件对应于GRB光变曲线中的一个宽脉冲，一个GRB由多个ICMART事件组成。该模型保留了IS模型和其他模型的优点，但可以克服IS模型面临的一些困难/问题（例如，低效率，快速冷却，电子数过剩，Amati/Yonetoku关系不一致，以及缺少明亮的光球）。它预测了两个组件的变化时间尺度，并在每个ICMART事件的EP和极化程度下降。该模型可以适用于大多数费米LAT伽玛暴的时间分辨，无特征的带函数谱（删节）。
2010-11-27 astro-ph.HE
Probing shock acceleration in BL Lac jets through X-ray polarimetry: the time-dependent view
极化测量，特别是如果在高能量下扩展，预计将提供重要的洞察力的机制，相对论性粒子的加速射流。在以前的工作中，我们已经表明，由高能电子产生的同步加速器X射线发射的偏振由温和的相对论冲击加速进行重要的印记的几何形状和结构的磁场在下游区域。在这里，我们提出了我们的分析扩展到非平稳的情况下，特别适合于模拟高能量发射BL Lacs的高度可变的发射。我们预计在硬/中X射线波段有一个大的（$Π\approx 40\%$），几乎与时间无关的偏振度，这一预测很快就可以用即将到来的任务{ \it IXPE}进行检验。其他波段的情况，特别是光学波段的情况更为复杂。在耀斑的发展过程中，观测到光学偏振度的单调减小。在后期阶段，$Π$达到零，然后开始增加，在后期恢复大值。通过偏振角旋转$90$度标记$Π=0$的时刻。然而，在光学频率下，可能不止一个区域对观察到的发射有贡献，这可能使得难以检测预测的行为。
2020-08-12 astro-ph.HE
X-ray polarimetry of the Crab nebula with PolarLight: polarization recovery after the glitch and a secular position angle variation
我们报告了使用PolarLight X射线偏振仪对蟹状星云的后续观测，该观测揭示了与2019年脉冲星故障相关的偏振可能变化。新的观测结果证实，在故障发生后大约100天，偏振已经恢复。通过新的观测，我们发现用PolarLight从总星云发射测量的偏振角（PA）与42年前用OSO-8测量的偏振角（PA）有18.0 +- 4.6（deg）的差异，表明蟹状星云或脉冲星的偏振长期演化。PA的长期变化可能是历史上的多个故障，磁重联或星云中同步辐射结构的运动，或脉冲星磁几何结构的长期演化的结果。
2021-04-23 astro-ph.HE
Application of Jitter Radiation: Gamma-ray Burst Prompt Polarization
伽马射线暴（GRB）瞬发辐射的高度偏振性是近年来得到证实的。本文利用抖动辐射研究了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性。在我们的框架中，相对论电子被湍流加速。随机和小尺度的磁场是由湍流产生的。我们进一步确定了伽玛暴瞬发辐射的偏振特性是由随机小尺度磁场的结构决定的。在我们的模型中，采用了一个二维压缩平板，其中包含随机磁场。如果满足抖动条件，则电子在磁场中的偏转角很小，电子轨迹可视为直线。当视线和平板平面之间的角度很小时，可以实现高度偏振。此外，微型喷射结构的微发射体被认为是在一个散装伽玛射线暴射流。射流的“离轴”效应对观测到的偏振度非常敏感。讨论了去极化效应对伽玛暴瞬发和余辉的影响。我们还推测，伽玛暴的快速变化可能与湍流发电机或等离子体的磁重联的随机变化。
2013-09-20 astro-ph.HE
Rotation of polarization angle in gamma-ray burst prompt phase
本文通过磁重联模型研究GRB脉冲辐射的偏振角旋转，发现离轴观测下大尺度有序磁场会导致偏振角随时间或能量演化，并成功解释了GRB 170101A的剧烈偏振角变化，但无法预测GRB 170114A的两次90度变化。
2023-06-29 astro-ph.HE
Time-resolved polarizations of gamma-ray burst prompt emission with observed energy spectra
时间分辨偏振比时间积分偏振能提供更多的关于伽马射线暴（GRB）源的物理信息。因此，它们对伽玛暴瞬发相的模型提出了更严格的限制。这里考虑时间分辨和时间积分极化。我们采用的模型是大尺度有序排列磁场中的同步辐射。利用时间分辨能谱，导出了γ暴瞬发相的时间分辨偏振。我们发现用两种方法计算的时间积分PD是相似的。因此，利用时间积分能谱可以方便地估计时间积分局部放电。本文计算的时间分辨PD大多数会随着时间的推移而增加。这一趋势与观测到的GRB 170114 A的时间分辨PD曲线相匹配，但与磁化内震和磁重联模型的衰减PD预测相反。在本文中计算的PA，在一般情况下，是大致常数随时间。本文预测的PA值与GRB 100826A和GRB 170114A中观测到的PA剧烈变化值不符。因此，需要更精确的时间分辨偏振观测来检验模型和诊断伽玛暴瞬发相的真实物理过程。
2023-02-27 astro-ph.HE
Rotation of Polarization Angle in Gamma-Ray Burst Prompt Phase. III. The Influence of the Magnetic Field Orientation
本文通过参数化磁重联模型研究伽马射线暴瞬时辐射中磁场取向对偏振角旋转的影响，发现先前结论几乎与取向无关，且互补取向给出相同ΔPA，特殊取向仅产生0°或90°的ΔPA。
2025-10-13 astro-ph.HE
Time-Variable Linear Polarization as a Probe of the Physical Conditions in the Compact Jets of Blazars
对非热源的线性极化的一次测量提供了关于磁场的平均方向和有序程度的直接信息。对耀变体偏振的监测，结合毫米波VLBI成像的总强度和偏振强度，有可能确定磁场的几何形状。这是对相对论性喷流中的物理过程的关键探索，如有序场分量、湍流、磁重联、喷流的磁准直和加速、粒子加速以及产生极亮、高度可变的非热发射的辐射过程。对耀变体的多波段通量和射电-光学偏振的良好采样监测观测显示出多种多样的行为。在某些情况下，观察到的偏振模式似乎是系统的，而在其他随机性占主导地位。湍流涉及螺旋磁场、湍流，也许还涉及粒子加速，粒子加速取决于可能存在的磁场和激波阵面之间的角度。作者的TEMZ模型的模拟表明，湍流等离子体穿过射流中的直立锥形激波，湍流和环形磁场的混合物可以产生观察到的极化变化水平，即使当两个场分量大致相等时。
2014-10-28 astro-ph.HE
Exploring the origin of multiwavelength activities of high-redshift FSRQ PKS 1502+106 during 2014-2018
耀变体的多波段活动（爆发/耀斑）的起源仍然是一个激烈争论的话题。冲击和磁重联一直被认为是多波段活动的可能触发因素。在本文中，我们提出了一个高红移（z =1.8385）FSRQ PKS 1502+106的多带活动的起源的探索。利用从无线电到$γ$射线和光学偏振观测的多波段数据，我们详细研究了两个引人注目的活动：2015年的$γ$射线主导的爆发和2017年的光学主导的爆发。我们的主要结果如下。(I)2015年发现了一个快的$γ$射线耀斑，其倍通量时间尺度短至1小时。根据变率时间尺度，计算了耀斑区的物理参数（如最小多普勒因子、发射区大小等）。受到限制。在耀斑的峰值，$γ$射线谱硬化为$Γ_γ = 1.82\pm0.04$，并表现出明显的曲率/断裂特征，这是由典型的“冷却断裂”引起的。多波段SED的模拟揭示了一个非常硬的电子能谱与电子光谱指数为$1.07\pm0.53$。这一结果表明，这种快速的$γ$射线耀斑可能是由磁重联触发的。(II)在2017年爆发期间，光学偏振度和光通量表现出非常紧密的相关性。通过分析偏振观测的Stokes参数，我们的结果表明，这次爆发可能由压缩比为$η> 2.2$的横向激波触发，激波发射区的磁场强度约为$0.032$ G.
2019-07-03 astro-ph.HE
Free electron laser in magnetars/Fast Radio Bursts
讨论了磁星磁层中磁化对等离子体爆炸重联过程中的相干自由电子激光。该模型解释了快速射电暴/磁星射电辐射的许多显著特征：射电暴和高能暴的时间重合，等离子体动能向相干辐射的高转换效率，频率漂移的可变窄带辐射特征，高度的线偏振。该模型依赖于特定的磁漂移$e^\pm$等离子体组件（产生摆动场由于消防水龙带不稳定性的发展）和存在的重联产生的粒子束与温和的洛伦兹因子$γ_b \sim$几百。
2020-06-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
X-ray Polarization of the Intrabinary Shock in Redback Pulsar J1723$-$2837
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）
研究红背脉冲星J1723$-$2837中双星冲击的X射线偏振，发现其最大偏振度为36%并提出条纹脉冲风模型。
2026-01-16 astro-ph.HE
Reconnection-driven flares in 3D black hole magnetospheres -- A scenario for hot spots around Sagittarius A*
通过Kerr时空中的全局三维粒子模拟，研究了旋转黑洞磁层中的磁重联电流层，发现脱离的磁通量绳可产生同步辐射热点以解释Sgr A*近红外耀斑，并约束其自旋为0.65至0.8。
2023-05-02 astro-ph.HE
Probing dissipation mechanisms in BL Lac jets through X-ray polarimetry
blazar喷流中能流的耗散对相对论粒子的加速起着关键作用。耗散过程通常考虑两种可能性，磁重联-可能由磁主导射流的不稳定性触发-或冲击-对于弱磁化流。我们认为极化功能预期的两种情况下分析的结果，最先进的模拟。对于磁重联的情况下，我们得出结论，使用全球相对论MHD模拟的结果，发射可能发生在湍流区域与非结构化磁场，虽然模拟不允许我们得出坚定的结论。另一方面，与当地的粒子在细胞中的模拟，我们表明，与磁场的几何形状适合于粒子加速的冲击，自生磁场在冲击前主要是正交的冲击法线，并成为准平行的下游。基于这一结果，我们开发了一个简化的模型来计算偏振度的频率依赖性，假设高能粒子注入的冲击和冷却下游。我们将我们的结果应用于HBL，耀变体的最大同步辐射输出在紫外软X射线能量。虽然在光学波段中，预测的偏振度较低，但在X射线发射中，其理想地可以达到50\%，特别是在活动/闪耀状态期间。在活动状态下进行的光学和X射线波段测量之间的比较（计划中的{ \it IXPE}卫星可行）预计将对耗散和加速过程提供有价值的限制。
2018-06-12 astro-ph.HE
Polarization Predictions in the GRB Prompt Phase with the Internal Shock Model
作为标准的伽马射线暴（GRB）脉冲发射模型，内激波（IS）模型能够再现GRB光变曲线中脉冲的快速上升和缓慢衰减特征。时间和能量相关的偏振可以提供关于发射区域的重要物理信息，并且可以用于测试模型。磁化IS模型对伽玛暴瞬发相的极化预测应仔细研究。磁化后的IS模型的磁场很可能是混合的，并随半径衰减。在这种衰减磁场存在下的同步辐射能恢复γ暴瞬发相的类带状谱。在磁化IS模型的框架下，我们研究了伽玛暴瞬发辐射的偏振随时间和能量的变化。由于参数变化范围大，很难通过极化度曲线区分磁化的IS模型和磁重联模型。磁化IS模型的能量依赖性PD可以向高能带增加，而耗散光球模型的能量依赖性PD在兆电子伏带以上减小到零。因此，我们得出结论，PD的能量依赖性可以用来区分这两个模型的伽玛暴瞬发。最后，我们发现，与观测能带无关，时间积分和时间分辨PD的$ξ_B-PD$曲线轮廓非常相似，其中$ξ_B$是有序分量与随机分量的磁场强度比。
2021-03-04 astro-ph.HE
Statistical and polarization properties of giant pulses of the millisecond pulsar B1937+21
研究了毫秒脉冲星B1937+21发射的巨脉冲的统计和偏振特性。这些观测是在2005年6月用100米长的罗伯特C。S波段（2052-2116 MHz）的伯德格林班克望远镜，使用Mk 5A VLBI记录系统，形式时间分辨率为16 ns。总观察时间约为4.5小时; GP的检测率在主脉冲的平均间隔（MPGP）为每小时约130个，在脉冲间隔（IPGP）为每小时约60个。虽然平均分布显示出明确定义的偏振行为，但随着线性偏振位置角（PA）的规则演变，GP表现出随机性质，偶尔具有高线性或圆偏振。MPGP和IPGP均未显示首选PA。GP脉冲能量的累积概率分布（CPD）被构建到GP与规则脉冲和噪声合并的水平。对于MPGP和IPGP，CPD遵循具有中断的幂律，幂指数从高能量的-2.4变为低能量的-1.6。由于散射导致的脉冲拖尾掩盖了检测到的GP的固有形状和持续时间。在观察期间，涂抹时间在几百纳秒的范围内变化。测量的极化和统计性质的全球定位系统强加强有力的约束的物理模型的全球定位系统。这些特性支持了一个模型，在这个模型中，GP是由连接中子星相反磁极的磁力线的磁重联引起的放电产生的。
2013-01-22 astro-ph.HE
Variability and Optical Polarization Can Probe the Neutrino and Electromagnetic Emission Mechanisms of TXS~0506+056
高能中微子事件IceCube-170922 A与耀变体TXS~0506+056的关联表明，强子过程可能在耀变体喷流中运行。我们进行半解析光谱拟合的多波长的发射，以获得射流的物理参数的估计，并发现多波长的发射可以解释由质子同步加速器的情况下，或电子逆康普顿散射的情况。在质子同步加速方案中，需要$10-100$ ~G的强磁场，这意味着粒子加速可能是由诸如磁重联事件的能量耗散驱动的。逆康普顿方案意味着磁场为$0.1-1$ ~G。因此，粒子加速很可能是由动能能量耗散（如冲击）驱动的。基于以上两种情况，我们还讨论了单区和多区模型下的中微子产生。我们证明，可变性和光学偏振签名可以用来区分这两种情况下，由于其截然不同的磁场。具体地，质子同步加速器场景可以在活动状态之上的低能量光谱分量中示出孤儿快速可变性，其中光学偏振度$\lesssim 10\%$贯穿活动状态。相反，逆康普顿散射的情况下预测的低和高能量的组件在短期和长期的时间尺度上的协变，以及一个强烈的可变光学偏振度，可以达到$\gtrsim 20\%$。我们的研究结果表明，光学偏振测量和良好的分辨多波长光变曲线可以用来了解电磁和高能中微子发射的TXS~0506+056和类似的事件在未来。
2018-08-02 astro-ph.HE
High Frequency VLBI Rotation Measure of 8 AGN
我们研究了12、15、22、24和43 GHz的类星体和BL Lac等8个源的甚长基线阵列（VLBA）极化观测，给出了高频旋转测量（$RM$）图。我们发现VLBI核心中的$RM$的典型值为数千rad/m $^2$，该值高于文献中较低频率下的值。假设依赖形式为$RM\propto ν^a$，我们得到$a=3.6\pm1.3$的平均值，它大于理论上所预期的值。旋转措施中检测到的喷流只有两个来源，我们发现，只有0906+430（可能1633+382）显示出强大的梯度的迹象。我们讨论了法拉第校正的偏振特性的来源。我们的解释支持螺旋磁场的存在与新的，未解决的，组件影响的内在方向的偏振接近一些对象的射流的基础。
2012-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
POLAMI Multi-Wavelength Polarization Study of AGN Jets: A Millimeter-Optical Comparison
Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Crete（克里特大学）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理学研究所-CSIC）；Institut de Radioastronomie Millimétrique（毫米波射电天文研究所）；Boston University（波士顿大学）；Saint Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（天体物理中心——哈佛与史密森尼学会）
POLAMI项目通过多波段极化观测研究AGN喷流，发现BL Lac天体在极化度和磁场结构上与FSRQs存在显著差异。
2026-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Optical polarization of high-energy BL Lac objects
我们使用RoboPol blazar监测计划和北欧光学望远镜的数据研究了高能BL Lac天体的光学偏振特性。我们希望了解，与尚未探测到的天体相比，用当前一代TeV仪器探测到的BL Lac天体是否存在差异。TeV探测到的BL Lac的平均极化分数为5%，而非TeV源显示出更高的平均极化分数为7%。当考虑到宿主星系的非偏振光的稀释作用时，这种偏振分数的差异就消失了。TeV源显示出比非TeV源稍低的分数偏振变化幅度。此外，在Q/I-U/I平面中具有较小扩展的源的分数和远离原点的点的聚集分布（可能指示优选的偏振角）在TeV中比在非TeV源中更大。TeV和非TeV样品之间的这些差异似乎是由中间和高光谱峰值源之间的差异而不是TeV检测引起的。当研究EVPA变化时，两种样品中的EVPA变化率相似。我们检测到显着的EVPA旋转TeV和非TeV源，显示旋转可以发生在高光谱峰值BL Lac对象时，监测节奏是足够密集的。我们的模拟表明，我们不能排除这些旋转的随机游走原点。这些结果表明，有没有内在的差异，TeV检测和非TeV检测的高能BL Lac对象的偏振特性。这表明偏振特性与TeV检测没有直接关系，而是TeV响度与一般的耀斑活动，红移和同步加速器峰值位置有关。（节录）
2016-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing particle acceleration in blazar jets with continuous high-cadence optical polarization observations
本研究利用全球16台望远镜实现了耀变体的连续高时间分辨率偏振观测，发现了亚小时级偏振变化和快速偏振角旋转，对比模拟发现现有模型无法完全解释观测到的偏振行为。
2024-06-21 astro-ph.HE
Synchrotron polarization of a hybrid distribution of relativistic thermal and nonthermal electrons in GRB prompt emission
本文研究GRB瞬时辐射中相对论性热电子与非热电子混合分布的同步辐射偏振，发现混合电子可在γ射线和X射线波段产生高于60%的偏振度，并可能解释GRB 110301A的高偏振观测。
2024-10-01 astro-ph.HE
Polarization degree of magnetic field structure changes caused by random magnetic field in Gamma-ray Burst
本文构建含随机与有序磁场的PFD喷流模型，计算单脉冲PD曲线，揭示随机场显著降低X射线偏振度并引发两次PA旋转。
2024-08-03 astro-ph.HE
Polarization properties of synchrotron sources from simulations of relativistic magnetohydrodynamic turbulence
本研究首次利用三维相对论MHD湍流模拟和加速版ECHO代码分析同步辐射偏振，揭示磁化涨落幅度对线偏振度及统计特性的影响，并与PWNe观测和解析估计吻合。
2025-10-06 astro-ph.HE
Intranight optical variability of TeV blazars with parsec-scale jets dominated by slow-moving radio knots
本研究首次系统性表征了6个TeV-HBLs的夜内光学变（INOV），发现其显著缺乏INOV，并指出射电结的超光速运动相对于光学偏振是INOV检测的关键诊断。
2023-06-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Inverse cascade of non-helical magnetic turbulence in a relativistic fluid
对非螺旋相对论磁流体动力学湍流的自由衰减进行了数值研究，发现自由衰减过程中存在磁能向大尺度的级联现象。磁能谱$P_M(k,t)$的演化在时间上是自相似的，并且通过具有分别非常接近于$7/2$和$-2$的亚惯性和惯性范围指数的破幂律来很好地建模。磁相干尺度被发现增长的时间为$t^{2/5}$，太慢，占光学偏振的伽马射线暴余辉发射，如果要提供的磁能只有在微物理长度尺度。在相对论性磁流体湍流中没有观测到突发性或爆炸性的能量损失，这限制了磁重联模型对GRB瞬发辐射、耀变体和蟹状星云的快速时变。
2014-09-30 astro-ph.HE
Multifrequency polarimetry of High-Synchrotron Peaked blazars probes the shape of their jets
本文通过轴对称无力喷流模型研究高同步辐射峰耀变体的多频偏振，发现抛物线形喷流可解释观测到的强色变偏振，而圆柱形喷流被观测排除，表明偏振对粒子加速过程不敏感。
2024-11-25 astro-ph.HE
Rotation of Polarization Angle in Gamma-Ray Burst Prompt Phase$-$\uppercase\expandafter{\romannumeral2}. The Influence of The Parameters
本研究基于带大尺度有序磁场的磁重联模型，探究伽马射线暴瞬时阶段偏振角旋转的参数影响规律，发现其由喷流半张角与洛伦兹归一化因子的乘积主导，并给出了不同参数下的偏振角变化范围与极端旋转条件。
2024-08-15 astro-ph.HE
Pitch-Angle Anisotropy Imprinted by Relativistic Magnetic Reconnection
本研究通过PIC模拟发现相对论磁重联驱动的粒子加速会产生能量依赖的俯仰角各向异性与拐折幂律，明确其与磁场分量比、轻子磁化强度的关系，并指出其对多种天体物理辐射特性的重要影响。
2023-12-04 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
The IXPE and multifrequency polarimetric view of the extreme blazars 1ES 1101-232 and RGB J0710+591
INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学与行星科学研究所）；Instituto de Astrofísica de Andalucía, IAA-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；Institute of Astrophysics, Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究基金会天体物理研究所）；Department of Astronomy, Yale University（耶鲁大学天文学系）；ASI - Agenzia Spaziale Italiana（意大利航天局）
研究利用多波段偏振数据探讨极端BL Lac天体的磁场和喷流结构，发现1ES 1101-232偏振度随频率升高而显著增强，RGB J0710+591的X射线偏振上限与光学测量一致，改进的分层激波模型能解释观测结果。
2026-03-24 astro-ph.HE
The X-ray Polarization View of Mrk~421 in an Average Flux State as Observed by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer
在超大质量黑洞喷流中的粒子加速机制，如激波加速、磁重联和湍流，有望在耀变体的多波长偏振特性中具有可观测的特征。最近发射的成像X射线偏振探测器（IXPE）使我们能够，第一次，使用偏振的X射线波段（2-8千电子伏），以探测在高频峰值BL Lac对象（HSP）的射流同步辐射的属性。本文报道了在平均X射线通量状态下，从HSP Mrk~421的喷流中发现了X射线线偏振（$Π_{\rm x}=15\pm$ 2度和电矢量位置角$Ψ_{\rm x}=35^\circ\pm4^\circ$）。与此同时，发现在光学、红外和毫米波长处的偏振度至少低3倍。在IXPE指向期间，源的X射线通量增加了2.2倍，而偏振行为与无变化一致。与较长波长相比，$Π_{\rm x}$的水平较高，并且没有显著的偏振变化，这表明在观测期间，Mrk 421喷流中最有可能的X射线发射点是激波。多波长极化特性与能量分层电子群一致，其中发射较长波长的粒子位于离加速站点较远的位置，在那里它们经历更无序的磁场。
2022-09-15 astro-ph.HE
The First Simultaneous 3.5 and 1.3mm Polarimetric Survey of Active Galactic Nuclei in the Northern Sky
射电噪声AGN的短毫米观测提供了研究其内部相对论喷流物理的机会，大量毫米辐射就是从那里辐射出来的。毫米波喷流受法拉第旋转和去极化的影响比无线电中的小得多。此外，毫米辐射主要由最里面的喷流区域控制，由于同步加速器不透明性，这些区域在无线电中不可见。我们提出了第一个双频同步86 GHz和229 GHz的极化调查的所有四个斯托克斯参数的一个大样本的211个射电响亮的活动星系核，被设计为在86 GHz的1 Jy的流量限制。这些观测大多是在2010年8月中旬使用IRAM 30米毫米射电望远镜上的XPOL偏振计进行的。在86 GHz的183个源和229 GHz的23个源中，报告了超过~1.0%的3 σ中值水平的线性偏振检测，其中中值3 σ水平为~ 6.0%。我们发现，在229 GHz的线性偏振度检测到一个明显的过剩的因素，在86 GHz的~1.6，从而意味着一个逐步更好地有序的磁场blazar喷流区域位于逐步上游的射流。我们发现，无论是在86和229 GHz的线性偏振角，喷流结构的位置角的类星体和BL湖没有表现出明显的偏好，以平行或垂直方向对齐。我们对来自我们先前调查的86 GHz数据的变率研究指出，总通量和线性极化在年的时间尺度上有很大程度的变化，总通量的中值因子为~1.5，线性极化度的中值因子为~1.7-最大变化因子分别高达6.3和~5-，其中86%的源显示出相对于我们先前的测量均匀分布的…
2014-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
