A Simple Model of Radiation from a Magnetized Neutron Star: Accreted Matter and Polar Hotspots
本文进一步研究了磁化中子星热辐射谱的一个简单而著名的模型。该模型假设恒星内部等温，外部绝热层具有偶极磁场（B <= 1 e 14 G）。通过该层的热传输使得表面温度分布各向异性;假设任何局部表面元素发射具有局部有效温度的黑体（BB）辐射。结果表明，这种热辐射几乎不依赖于绝缘外壳的化学成分（在相同的平均有效表面温度）。增加一点额外的磁极加热，就可以使我们在定性上与一些孤立的中子星的观测结果相一致。
2021-10-26 astro-ph.HE
Particle transport in magnetized media around black holes and associated radiation
银河系的黑洞日冕是由炽热的磁化等离子体组成的。在X射线双星的这个组成部分中产生的光谱能量分布可以强烈地受到局部注入的相对论粒子与源中的物质、辐射和磁场之间的不同相互作用的影响。研究了相对论性粒子注入吸积黑洞周围强磁化日冕所驱动的非热过程。我们用自洽的方法计算了相对论性韧致辐射、逆康普顿散射、同步辐射、轻子对的产生/湮灭以及强子相互作用的影响。我们的目标是确定日冕的非热宽带辐射输出。求解了电子、正电子、质子和光子的耦合动力学方程组，并自洽地计算了由此产生的粒子分布。计算了X射线双星瞬态事件的谱能量分布和中微子产生。我们表明，天鹅座X-1的磁化日冕的非热辐射模型的应用产生了很好的拟合的观测数据。最后，我们表明，在黑洞日冕中微子爆发产生的积累信号可能是可检测的源在几个千秒差距的时间尺度上的年。我们的工作导致了对吸积黑洞周围产生的非热光子和中微子发射的预测，这些预测可以通过新一代的甚高能γ射线和中微子仪器来检验。
2012-04-19 astro-ph.HE
Super-Eddington accretion discs with advection and outflows around magnetized neutron stars
本文提出了一个磁化中子星周围的超爱丁顿吸积盘模型，该模型考虑了热的平流和风的质量损失。该模型是半解析的，并预测吸积盘的所有基本物理特性的径向轮廓。磁层半径被发现作为一个本征值的问题。当内盘处于辐射压力主导的状态，但没有达到当地的爱丁顿极限，平流是温和的，磁层的半径依赖于吸积率弱。一旦接近当地爱丁顿极限，磁盘成为平流为主，磁层半径与质量吸积率的标度是类似的经典阿尔芬关系。考虑到风中的质量损失会导致磁层半径的增加。我们的模型可以应用于大量的磁化中子星吸积接近或超过其爱丁顿极限：超亮X射线双星，Be/X射线双星爆发，和其他系统。在我们的模型中，我们讨论了迄今为止已知的最亮的超亮脉冲星NGC 5907~X-1和经历过非常亮的超爱丁顿爆发的Be/X射线双星NGC 300~ULX-1的观测性质。
2019-02-12 astro-ph.HE
Polarized radiation from the spreading layer of the weakly magnetized neutron stars
本文建立扩展层辐射模型，在史瓦西度规下计算斯托克斯参数，证明弱磁化中子星扩展层X射线偏振度不超过1.5%，为IXPE等任务的观测提供理论约束。
2025-05-05 astro-ph.HE
Supercritical Accretion onto a Non-Magnetized Neutron Star: Why is it Feasible?
为了理解为什么超临界吸积在中子星上是可行的，我们仔细研究吸积流动力学的2.5维广义相对论（GR）辐射磁流体动力学（RMHD）模拟，比较吸积到非磁化中子星（NS）和黑洞（BH）的情况。超临界黑洞吸积相对容易，因为黑洞可以吞噬多余的辐射能量，因此辐射通量可以在其附近向内。这种机制对于具有固体表面的NS永远不起作用。事实上，我们发现辐射力总是向外的。相反，我们发现由于强辐射压力驱动的外流，质量吸积率显着降低。辐射通量$F_\mathrm{rad}$是自调节的，使得辐射力与重力和离心力的总和平衡。即使当辐射能量密度远远超过爱丁顿光度$E_\mathrm{rad} \simeq F_\mathrm{rad}τ/c> 10^2 L_\mathrm{Edd}/(4πr^2 c)$的预期值时，辐射通量也总是保持在一定值以下，这使得有可能不将所有气体从盘上吹走。这些效应使超临界吸积成为可能。我们还发现，一个沉降区，吸积显着减速辐射垫，周围NS表面形成。在沉降区，辐射温度和质量密度分别大致遵循$T_\mathrm{rad} \propto r^{-1}$和$ρ\propto r^{-3}$。黑洞周围没有沉降区，物质可以直接被黑洞以超音速吞噬。
2017-12-06 astro-ph.HE
Radiation Spectrum of a Magnetized Supercritical Accretion Disc with Thermal Conduction
本文研究了热传导对超临界热磁化流观测性质的影响。当热传导起重要作用时，得到了磁化圆盘的自相似解。在我们的第一篇论文（Ghasemnezhad et al. 2012（以下简称GKA 12））之后，我们扩展了我们对圆盘观测外观的解决方案，以显示物理条件（如热传导，粘度和平流）如何改变圆盘的观测光度，绘制了此类圆盘的连续光谱和表面温度。我们应用本模型的黑洞X射线双星LMC X-3和窄线塞弗特1星系，这是假设下的临界吸积率。结果表明，表面温度与热传导、磁场和平流参数密切相关。然而，我们看到，热传导的行为，以反对温度梯度，因为我们预期和观察到的光度的光盘将减少时，热传导是高的。我们已经证明，在这个模型中，临界吸积流的谱强烈依赖于倾角。
2013-04-24 astro-ph.HE
Synchrotron Radiation From Weakly Magnetized Schwarzschild Black Hole
本文考虑一个带电粒子在弱磁化Schwarzschild黑洞（一个静态的黑洞，它被浸入一个恒定的均匀磁场中）的赤道平面内，垂直于磁场，在一个束缚轨道上运动时产生的同步辐射。特别地，我们研究了作用在带电粒子上的洛伦兹力从黑洞向外指向的情况。粒子最初在一个非测地线的束缚轨道上运动，由于同步辐射的作用，它衰减到一个非测地线的圆形轨道。我们研究了这种跃迁，并计算了粒子的辐射功率和能量损失。
2015-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Radiative MHD Simulations of Photon Bubbles in Radiation-Supported Magnetized Atmospheres of Neutron Stars with Isotropic Thomson Scattering
在X射线源和脉动超铝X射线源中，磁化的、辐射压主导的中子星吸积柱的结构和动力学的一个主要不确定性是它们被认为是光子泡不稳定性的产物。我们提出的二维辐射相对论磁流体动力学模拟的非吸积，静态大气的研究假设各向同性汤姆逊散射在慢扩散制度，这是相关的中子星吸积柱的发展这种不稳定性的结果。光子气泡通常朝向较短波长生长得更快，直到在辐射粘度长度尺度处实现最大生长速率，该辐射粘度长度尺度通常相当小并且需要高数值分辨率来模拟。我们详细证实了我们的模拟结果和线性理论之间的一致性，并表明，非线性演化不可避免地导致大气的崩溃与高分辨率的模拟崩溃更快，由于存在较短的长度尺度的非线性结构。至少在具有水平周期性边界条件的静态大气中，这种分辨率依赖性可能使中子星吸积柱中光子泡不稳定性的非线性动力学模拟具有挑战性。这些困难是否会持续下去还有待观察，包括吸积流通过顶部和磁限制的水平边界，通过光子可以逃脱。我们的研究结果为今后的工作奠定了基础。
2021-10-06 astro-ph.HE
Strongly Magnetized Sources: QED and X-ray Polarization
量子电动力学的辐射修正使穿过磁场的真空成为双折射的。这意味着不同偏振的辐射以不同的速度传播。即使在天体物理源的强磁场中，速度的差异也很小;然而，它对强磁化源预期的极化程度有深远的影响。我们演示了如何产生的双折射的第一性原理，双折射如何影响辐射的偏振态，并提出了最近的计算预期从磁星和X射线的偏振。
2018-07-17 astro-ph.HE
Evolutionary relations between different types of Magnetized Compact Objects
用重力磁转子模型（GMR paradigm -Lipperson，1987 a; Lipperson，1992）分析了近几十年来发现的与中子星和白矮星有关的众多致密源。我们为理解中子星和白矮星的各种观测特征和演化关系提供了工具。我们在一张图中描绘了所有的天体，从射电双星和矮新星到超亮X射线源和射电脉动白矮星。这张图直接展示了不同类型致密源之间的遗传联系，从而有可能确认和清楚地说明已建立的进化联系-例如，在膨胀X射线源和毫秒彗星之间。这种方法使我们能够了解超高亮度X射线源的发展状况。此外，我们还提出了磁星形成的另一个演化分支。当我们的工作完成后，Kirsten等人发表了一篇文章，报道了FRB 20200120在星系M81的一个球状星团中的定位。这表明，在这项工作中详细考虑的白矮星的吸积引起的坍缩方案（Lippery和Postnov，1985）是磁星产生的一个可能的谱系分支。
2021-10-11 astro-ph.HE
Orphan γ-ray flares from relativistic blobs encountering luminous stars
我们提出耀变体中的γ射线可以在等离子体的相对论性团块与喷流内（或附近）的发光恒星产生的辐射场相遇时产生。这个团状物可能含有相对论性电子，这些电子可以将恒星辐射压缩到GeV-TeV的能量。产生的γ射线可以引发恒星辐射中的逆康普顿e+/-对级联。我们认为，这种情况可能是所谓的孤儿γ射线耀斑的出现。结果表明，相对论性团/亮星碰撞模型可以解释平谱射电类星体PKS 1222+21在GeV和亚TeV能量范围内观测到的极端孤儿γ射线耀斑的出现.
2016-07-26 astro-ph.HE
Physics and phenomenology of weakly magnetized, relativistic astrophysical shock waves
弱磁化的相对论性无碰撞激波不仅是高能天体物理源中相对论性喷流的自然产物，而且还与通过粒子加速和辐射的能量耗散的一些最突出的表现有关。也许它们最奇特和最令人兴奋的特征是，维持加速过程的磁化湍流，以及（可能）次级辐射本身，是由被加速的粒子本身自激发的，因此这些冲击波的现象学在很大程度上取决于冲击波的微观物理。在这篇评论中，我们绘制了一个状态报告，这种微观物理，基准分析参数与粒子在细胞模拟，并提取直接感兴趣的现象学的后果，特别是关于所谓的微观物理参数中使用的现象学研究。
2020-12-16 astro-ph.HE
Magnetized Shocks Mediated by Radiation from Leptonic and Hadronic Processes
Niels Bohr International Academy and DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
研究磁化激波中辐射对粒子加速和光谱分布的影响，探讨磁化和非热辐射对激波结构的作用，揭示多信使辐射的预报重要性。
2026-04-13 astro-ph.HE
Inspiral of a Spinning Black Hole--Magnetized Neutron Star Binary: Increasing Charge and Electromagnetic Emission
黑洞-中子星双星的并合一直是天体物理学研究的热点之一，因为这类事件可能产生包括引力波和宽带电磁波在内的多信使信号。在本文中，我们研究了自旋BH和磁化NS组成的双星螺旋的电磁辐射。在观测上，BH通常比$\sim7M_\odot$质量更大，NS的质量为$\simeq 1.4M_\odot$。在这样一个双星的螺旋过程中，BH将根据Wald的充电情况积累越来越多的电荷，尽管BH最终将不可避免地吞下NS。通过磁偶极辐射、电偶极辐射和磁重联三种能量耗散机制计算了辐射的亮度和能量。我们发现，磁偶极子辐射由于自旋的越来越多的充电BH和磁重联之间的BH和NS可能是最显着的最后inspiral阶段。我们发现，如果BH快速旋转，NS被强烈磁化，这些机制将导致可检测的EM信号（例如，短持续时间的X射线瞬变）。
2019-03-08 astro-ph.HE
Radiation Reaction effects on Coherent Emission in Relativistic Magnetized Shocks
State Key Laboratory of Ultra-intense Laser Science and Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）；South-Western Institute for Astronomy Research, Yunnan Key Laboratory of Survey Science, Yunnan University（云南大学）
通过粒子模拟研究辐射反作用效应对相对论磁化激波中电子动力学和相干辐射的影响，发现其抑制电子能量、增强辐射强度并改变频谱特征，可能与快速射电暴观测现象相关。
2026-06-26 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Polarized Radiation Signals from Highly Magnetized Neutron Star Surfaces
中子星的表面由于存在强磁场，很可能是强极化软X射线的来源。表面层中的散射输运对于确定光强度的出射各向异性至关重要，并且受到线偏振和圆偏振信息之间复杂相互作用的强烈影响。我们已经开发了一个磁汤姆逊散射模拟模型的外层完全电离的大气在这样的紧凑的对象。在这里，我们总结了从扩展的大气模拟，跨越相当大的范围内的磁colatitudes出现的强度和偏振。光从表面到无限远的广义相对论传播完全包括在内。当在各种场方向上求和时，净偏振度是适度的并且不是很小。这些结果为NASA新的IXPE X射线偏振仪和未来的X射线偏振测量任务提供了重要的观测基础。
2022-07-11 astro-ph.HE
Theory of the Jitter radiation in a magnetized plasma accompanying temperature gradient
利用等离子体动力学理论重新研究了伴随温度梯度的磁化等离子体的线性稳定性。将各向异性速度分布函数分解为两个分量。一个与平行于背景磁场的温度梯度成正比，另一个与垂直于背景磁场的温度梯度成正比。由于各向异性速度分布函数的幅值与热导率成正比，并且垂直于磁场的热导率大大降低，因此各向异性速度分布函数的第一分量占主导地位。沿背景磁场方向的温度梯度引起的各向异性速度分布函数驱动等离子体动力学不稳定性，激发出圆极化磁等离子体波。这种不稳定性与弱磁化等离子体中的韦伯不稳定性几乎相同。然而，取决于模式的波矢量是平行于还是反平行于背景磁场，生长速率由于背景磁场而被抑制或增强。在强磁化等离子体中，一个模式是稳定的，只有一个模式保持不稳定。首次推导了相对论电子在不稳定性驱动的等离子体波作用下穿过磁化等离子体时所发射的Jitter辐射谱公式。同步辐射和Jitter辐射是从同一个相对论电子中同时发射出来的，Jitter辐射是圆偏振的，但偏振度很小，因为不稳定性激发出的左右手圆偏振磁波数量几乎相同。
2016-01-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The Most Luminous Supernova ASASSN-15lh: Signature of a Newborn Rapidly-Rotating Strange Quark Star
在本文中，我们表明最近发现的最明亮的超新星ASASSN-15 lh可能是由一颗新生的超强磁化脉冲星提供动力的，该脉冲星最初在开普勒极限附近旋转。我们发现，如果这颗脉冲星是一颗中子星，它的旋转能量可能很快失去的结果，引力辐射驱动的r-模式的不稳定性;然而，如果它是一个奇怪的夸克星，这种不稳定性是高度抑制，由于大的整体粘度与夸克之间的非轻子弱相互作用，因此它的大部分旋转能量可以提取驱动ASASSN-15 lh。因此，我们得出结论，这种超高能超新星为奇异夸克星的诞生提供了可能的签名。
2015-12-23 astro-ph.HE
ULXs as magnetized sub-Eddington advective accretion flows around stellar mass black holes
超亮X射线源（ULX）是由中等质量的黑洞还是由恒星质量的黑洞吸积而成的，一直困扰着我们。在这里，我们建议，在存在大尺度强磁场和不可忽略的垂直运动，ULX的亮度，特别是在其硬态，可以解释与亚爱丁顿吸积恒星质量黑洞。在2.5维磁化平流吸积流的框架中，磁张力起着传输物质的作用（相当于通过湍流粘性的粘性剪切），我们既不需要调用一个中等质量的黑洞，也不需要超级爱丁顿吸积。我们的模型解释了NGC 1365 X1/X2、M82 X42.3+59、M99 X1等处于硬幂律支配态的源。
2019-08-27 astro-ph.HE
Systematic Analysis of the Effects of Mode Conversion on Thermal Radiation from Neutron Stars
本文系统地计算了磁化中子星发射的软X射线的偏振特性，这是下一代X射线卫星所期望观测到的。磁星是这些观测的目标之一。这是因为通常在软X射线波段观测到热辐射，并且由于中子星磁化大气中光子的两种偏振模式的不透明度不同以及强磁场中真空的介电性质，热辐射被认为是线性偏振的。在他们之前的研究中，Taverna等人说明了强磁场如何影响真空中辐射传播的偏振观测值的行为，而没有解决精确的物理发射模型。在本文中，我们注意到光子偏振模式的转换，可以发生在大气层的中子星表面上，计算偏振角和分数，并系统地改变磁场强度，辐射区的半径，温度，质量和半径的中子星。我们证实，如果等离子体的存在，模式转换的影响不能忽略时，磁场是相对较弱的，$B \sim 10^{13} \mathrm{G}$。我们的结果表明，强磁化（$B \gtrsim 10^{14} \mathrm{G}$）中子星适合于探测极化，但不那么强磁化（$B \sim 10^{13} \mathrm{G}$）中子星将是那些确认模式转换。
2017-12-11 astro-ph.HE
High energy signatures of quasi-spherical accretion onto rotating, magnetized neutron star in the ejector-accretor intermediate state
我们考虑一个简单的情况下吸积的物质到一个中子星，以了解在不同的吸积模式之间的过渡阶段，在脉冲星磁层内部的过程。分析了一个简单的准球形吸积过程到旋转的磁化致密物体上，以寻找在喷射和吸积模式之间的过渡过程中可能出现的辐射特征。研究表明，在表征脉冲星特征的参数（自转周期、表面磁场强度）和周围介质密度的特定范围内，单个中子星沿不同的磁力线存在不同的吸积模式。辐射过程的特点，即曲率和同步辐射产生的初级电子在脉冲星外间隙，预计将被修改的存在下，额外的热辐射从中子星表面。我们预言，在从纯喷射器模到纯吸积器模（或相反）的过渡过程中，可以区分出一个中间吸积态，其特征是由于脉冲星隙中产生的同步曲率谱的吸收，导致脉冲星的$γ$射线谱被截断到~ 1GeV以下.
2015-07-03 astro-ph.HE
Cyclotron line formation in the magnetized atmospheres of compact stars: I. The transfer equations for polarized radiation
我们发现的形式的传输方程的偏振回旋辐射的大气中的紧凑型恒星，这是足够简单，允许实际实施，仍然保留所有重要的物理效应。我们考虑了回旋加速器线内辐射的频率重新分布以及相对论和量子电动力学效应。我们的分析是有效的磁场高达$10^{13}$ G和温度远低于500 keV。我们提出并比较了两种形式的辐射传递方程。第一种形式适用于中等磁场强度的致密星，典型中子星的磁场强度可达$10^{11}$ G，磁性白矮星的磁场强度可达$10^9$ G。第二种形式，斯托克斯参数，是更复杂的，但适用于即使线性模式耦合发生在散射为主的大气中的某个地方。分析磁化等离子体的色散特性{在后一种情况下，我们描述了线性模式耦合是可能的和必要的参数范围。
2016-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modified surface redshift of pulsars and magnetars by magnetized plasmas and vacuum polarization
本文在Gordon有效度规理论的框架内研究了相对论性流对等离子体中辐射的传播，特别考察了真空极化对辐射谱的影响。发现流动磁化等离子体的电磁效应、动力学效应和真空极化效应可以使恒星的辐射谱发生移动。在特殊情况下，对光谱红移的修正可以达到与引力红移相同的量级。此外，由介质引起的红移是各向异性的，并且与波模有关。对于O模，红移的修正依赖于辐射的频率。对于较低频率的辐射，修改是由等离子体效应为主，而对于较高频率的辐射，由真空极化效应。对于X模式，修改是非色散的，并占主导地位的真空极化效应。真空极化对磁星X射线辐射的红移也有显著的影响。
2013-03-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A radiation-hydrodynamic model of accretion columns for ultra-luminous X-ray pulsars
基于最近发现的超亮X射线源M82 X-2（“ULX脉冲星”）的脉冲辐射，我们对超临界吸积流通过狭窄的吸积柱到中子星上的过程进行了二维辐射流体动力学模拟。在中子星上方设置一个填充有密度为$10^{-4} {\rm g}~ {\rm cm}^{-3}$的稀薄气体的圆锥形吸积柱，求解吸积柱内气体的二维运动和辐射转移。侧边界被设置为使得辐射可以自由逸出，而气体不能。由于初始气体层不处于流体静力平衡，柱状气体落在中子星表面，从而产生激波。因此，正如Basko \& Sunyaev（1976年）所指出的那样，吸积柱由两个区域组成：一个接近自由下落的上部区域和一个较低的沉降区域。平均吸积率非常高; ${\dot M}\sim 10^{2-3} L_{\rm E}/c^2$（其中$L_{\rm E}$是爱丁顿光度），因此辐射能完全超过柱内气体的内能。尽管吸积率很高，但在沉降区中，在距离$r$一定距离处，实验室框架中的辐射通量几乎保持在$L_{\rm E}/(4πr^2)$以下，以便物质可以缓慢地吸积。这种调整是可能的，因为通过物质的动能耗散产生的大量光子可以通过侧边界逃逸。总光度可以大大超过$L_{\rm E}$几个数量级，而从柱顶部观测到的表观光度要小得多。由于这种高度各向异性的辐射场，观测到的通量应该随着旋转周期呈现周期性变化，前提是旋转轴和磁轴不重合。
2016-08-30 astro-ph.HE
Gravitational Radiation from Collapsing Magnetized Dust. II -- Polar Parity Perturbation --
利用规范不变微扰理论，研究了均匀尘埃坍缩过程中恒星磁场对极区引力波的影响。我们发现，引力波中的辐射能量不仅强烈地依赖于初始恒星半径，而且还依赖于极向磁分量和环向磁分量之间的比例。这种坍缩的极性引力波输出可以很容易地比我们从非磁化坍缩中得到的大几个数量级。通过对恒星坍缩产生的黑洞形成过程中辐射的引力波的探测，可以发现磁场的存在对恒星内部磁场分布的影响。
2009-04-09 astro-ph.HE gr-qc
On the maximum accretion luminosity of magnetized neutron stars: connecting X-ray pulsars and ultraluminous X-ray sources
本文利用简化的吸积柱模型研究了发光X射线谱的性质。计算了中子星（NS）磁场和自旋周期的函数的最大可能光度。结果表明，对于类磁磁场（$B\gtrsim 10^{14}\,{\rm G}$）和长自旋周期（$P\gtrsim 1.5\,{\rm s}$），光度可以达到$10^{40}\,{\rm erg/s}$量级.相对狭窄的区域的可行NS参数，能够提供更高的光度导致的结论是，$L\simeq 10^{40}\,\,{\rm erg/s}$是一个很好的估计的限制吸积光度的NS。因为这个光度与在高质量X射线双星光度函数中观察到的截止值相吻合，否则在较低的光度下不会显示任何特征，所以我们可以得出结论，相当一部分超亮X射线源是在双星系统中吸积中子星。
2015-12-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Orbital widening due to radiation reaction around a magnetized black hole
在磁化黑洞的稳定圆轨道上运动的带电粒子，受到辐射作用后，其轨道半径会从黑洞向外移动。这种效应会导致在无穷远处静止的观察者测量到的粒子的能量和角动量增加。本文证明了这种轨道的“加宽”与场的位形无关，但它只出现在外部洛伦兹力从黑洞向外作用的情况下。该条件对应于$q L B > 0$，其中$q$和$L$是粒子的电荷和角动量，$B$是外部磁场的强度。作为轨道加宽的例子，我们考虑了两种情况，一种是外部均匀磁场，另一种是由史瓦西黑洞周围的电流回路产生的磁偶极子场。我们表明，轨道加宽是伴随着准谐波振荡的粒子是相当大的磁偶极子场。我们还估计了轨道加宽的时间尺度，由此得出，这种效应在恒星质量的黑洞附近是相关的。
2018-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Gamma-rays from electrons accelerated by rotating magnetized White Dwarfs in Globular Clusters
最近，费米-LAT望远镜已经证实了球状星团中相当一部分是GeV的γ射线源。我们研究了球状星团中快速旋转、磁化的白矮星群体注入的相对论电子可能产生高能γ射线。这些电子使球状星团内的辐射场康普顿化。我们的结论是，伽马射线产生的电子加速的整个人口的白矮星在一个特定的集群是在未来的切伦科夫望远镜阵列的探测能力的水平上，提供了几千个磁化的白矮星已创建均匀的寿命期间的球状星团。
2012-03-20 astro-ph.HE
FRB 20200428 and potentially associated hard X-ray bursts: Maser emission and synchrotron radiation of electrons in a weakly magnetized plasma?
本文提出用弱磁化相对论等离子体团块中的同步脉泽辐射和电子同步辐射统一解释 FRB 20200428 与 SGR 1935+2154 硬 X 射线暴的关联，并通过蒙特卡罗模拟约束团块参数、复现观测谱。
2025-08-26 astro-ph.HE
Cyclotron Resonance in Strongly Magnetized Plasmas and Gamma Ray Burst
基于集体等离子体脉泽不稳定性，提出了强磁化等离子体中γ射线和硬x射线爆发的一种可能的设想。与此情景相关的物理参数进行了估计。这种方案的吸引力的特点，在传统的回旋辐射理论进行了讨论。
2012-11-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Bridging the gap between luminous red novae and common envelope evolution: the role of recombination energy and radiation force
本文提出一种结合氢氦完整复合物理的辐射流体动力学模型，模拟公共包层演化中抛射物的光曲线，并成功拟合AT2019zhd，发现复合能与辐射力对光曲线影响显著。
2024-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino and Cascade Gamma-Ray Emission from Magnetized Turbulent Coronae in Seyfert Galaxies
Qinghai Normal University（青海师范大学）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；Ludong University（鲁东大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文假设塞弗特星系冕区磁化湍流加速质子产生高能中微子和伽马射线，揭示了中微子与X射线光度的关系，并提出MeV伽马射线可作为检验强子冕模型的关键多信使探针。
2025-11-01 astro-ph.HE
Radiation from an emitter revolving around a magnetized non-rotating black hole
天体物理学中研究黑洞的方法之一是基于电离铁原子辐射光谱的加宽。与6.4 keV处的铁发射相关联的线K $α$非常窄。如果这样的离子围绕着黑洞旋转，由于多普勒效应和引力红移效应，这条谱线实际上被加宽了。展宽谱的轮廓包含了关于黑洞引力场的信息。在黑洞附近存在规则磁场的情况下，带电离子的运动特性被改变。特别是，它们最内层的稳定圆形轨道变得更接近视界。这项工作的目的是研究这种效应如何修改由这样的离子发射的谱线的光谱展宽。我们的最终目标是分析光谱轮廓的变化是否能给我们提供关于黑洞附近磁场的信息。
2014-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Particle acceleration and multi-messenger radiation from Ultra-Luminous X-ray Sources: A new class of Galactic PeVatrons
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波蒂斯特里亚大学）
本文提出了一种基于ULXs驱动的风气泡中扩散性激波加速模型，表明ULXs喷流可能成为新的PeVatron类，并探讨其在高能天体物理现象中的贡献。
2025-12-09 astro-ph.HE
Gamma-ray bursts from magnetized collisionally-heated jets
产生伽马射线暴（GRB）的喷流很可能携带相对于质子成分漂移的中子成分。中子-质子碰撞强烈加热喷流并产生电子-正电子对。我们调查这种加热产生的辐射使用一个新的数字代码。我们的结果证实了最近的说法，碰撞加热产生所观察到的带型谱的伽玛暴。我们将该模型扩展到研究磁场对发射光谱的影响。我们发现，频谱峰值保持在1兆电子伏附近的磁化参数$0<ε_B<2$，在我们的模拟探索的整个范围。随着$ε_B$的增加，光谱的低能量部分软化，并且在keV带中出现可见的软过量。光谱的高能量部分远高于GeV范围，并有助于费米/LAT观察到的即时发射。总的来说，碰撞机制产生的辐射光谱似乎与观测结果一致，没有对参数进行微调。
2011-06-26 astro-ph.HE
The Dust-to-Gas Ratio and the Role of Radiation Pressure in Luminous, Obscured Quasars
在中等光度活动星系核的局部（$z\lesssim0.1$）样品中，没有高爱丁顿比、被遮蔽的活动星系核（AGN），一般被解释为是由于尘埃气体上的辐射压力控制了核（$\lesssim10$ pc）遮蔽的水平。然而，非常高的吸积率经常报告在遮蔽类星体在更高的光度，可能需要一个不同的反馈机制。我们编译的X射线，光学，红外，和submm选定的活动星系核在类星体光度的样本的遮蔽和爱丁顿比的约束。在局部宇宙中，中等亮度、被遮蔽的活动星系核有一系列较低的爱丁顿比（$f_{\rm Edd} \sim 0.001-0.1$），而在$z\sim3$之外，最明亮的（$L_{\rm bol} \gtrsim 10^{46} $ erg s $^{-1}$）红外/亚毫米亮、被遮蔽的类星体通常有很高的爱丁顿比（$f_{\rm Edd} \sim 0.1-1$）。这种明显缺乏辐射压力反馈的发光遮蔽类星体很可能与AGN的时间尺度相结合，这样，由于类星体最明亮的时间尺度很短，所以可以看到更高比例的发光遮蔽类星体。采用类星体演化的情况下，扩展（$\sim10^{2-3}$ pc）的遮蔽可能会与较短的时间尺度一起工作，以解释所观察到的部分模糊，发光的类星体，而辐射压力驱动的外流将慢慢清除这种材料在AGN的寿命。
2021-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
GeV Emission from Collisional Magnetized Gamma Ray Bursts
磁场可能在伽马射线暴中起主导作用，费米卫星最近的观测表明，GeV辐射在被探测到时，到达时间比MeV分量的开始时间晚几秒钟。受此启发，我们讨论了一个磁主导的喷流模型，磁耗散和核碰撞都很重要。我们发现，对于典型的观测到的爆发的参数，这样一个模型涉及一个现实的射流结构可以重现的MeV和一个单独的GeV辐射组件，包括两者之间的时间延迟的一般功能。该模型还预测了一个多GeV的中微子组件。
2011-04-26 astro-ph.HE hep-ph
Rapidly Evolving and Luminous Transients Driven by Newly Born Neutron Stars
我们提供了一个全面的分析，最近发现的泛星1中深调查的一些快速发展和发光瞬变的发射材料的属性。据发现，这些瞬变可能是由一个低质量的非相对论流出，是由一个新诞生的，快速旋转，高度磁化的中子星持续供电。这样的系统可能起源于白矮星的吸积引起的坍缩，或者是中子星-中子星双星的合并。因此，对这些瞬态的观测将有助于约束白矮星和中子星物理和/或搜索和识别合并的引力波信号。
2015-05-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Energy Extraction from a Black Hole by a Strongly Magnetized Thin Accretion Disk
通过三维GRMHD模拟，研究发现强磁化薄吸积盘提取黑洞旋转能量时，喷流仅分得10-70%功率，磁场增强辐射效率，主要源于ISCO内区磁耗散，对理解X射线冕和黑洞自旋测量有重要意义。
2025-02-27 astro-ph.HE
Double Compton and Cyclo-Synchrotron in Super-Eddington Disks, Magnetized Coronae, and Jets
我们提出了一个扩展的广义相对论辐射磁流体动力学代码HARMRAD占发射和吸收的热循环同步加速器，双康普顿，韧致辐射，低温OPAL不透明度以及汤姆逊和康普顿散射。我们近似的辐射场作为玻色-爱因斯坦分布，并使用辐射数能量动量守恒方程，以跟踪光子硬化。我们进行各种模拟研究这些扩展如何影响磁逮捕磁盘在爱丁顿吸积超爱丁顿率的辐射特性。我们发现，双康普顿占主导地位的韧致辐射的磁盘半径$r\sim 15r_g$（引力半径）在一百倍的爱丁顿吸积率，并在较小的半径在较低的吸积率。双康普顿和回旋同步加速器调节日冕中的辐射和气体温度，而回旋同步加速器调节喷流中的温度。有趣的是，当吸积率下降到爱丁顿时，光学上薄的日冕发展，其气体温度$T\sim 10^9$ K是盘的黑体温度的$\sim 100$倍。我们的研究结果表明，双康普顿和同步加速器在超爱丁顿磁盘，磁化电晕，和射流的重要性。
2016-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Polarized images of charged particles in vortical motions around a magnetized Kerr black hole
本文研究磁化Kerr黑洞喷流中带电粒子的自发涡旋运动产生的偏振图像，发现存在临界磁场强度，且该辐射可作为光源形成光子环结构。
2023-11-14 astro-ph.HE gr-qc
Radiation Reaction in Relativistic Magnetized Shocks of Neutron Star Magnetospheres
Observatoire de Paris, Sorbonne Université, Université PSL, CNRS, LUX（巴黎天文台，索邦大学，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，LUX）；School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学物理与天文学学院）
本研究通过多流体模型和粒子模拟，发现辐射反作用不抑制磁星怪物激波的前驱辐射，仅将光谱峰值移至更高频率，且亮度由驱动波亮度和转换效率决定。
2026-10-06 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Magnetization of jets in luminous blazars
许多强大的耀变体的亮度强烈地被$γ$ -射线所控制，这很可能是由喷流外部产生的辐射的康普顿化所导致的。这一观测结果对喷流的成分和能量以及周围的类星体环境设置了一定的限制。我们研究了康普顿优势射流磁化（磁物质能量通量）和“耀变体区”的位置的依赖性。计算进行了两种几何形状的宽发射线和热尘埃区：球形和平面。与观测到的大的康普顿优势相对应的射流磁化被发现是球形几何形状的$\sim 0.1 (θ_{\rm j} Γ)^2$和平面几何形状的$\sim 0.01 (θ_{\rm j} Γ)^2$，其中$θ_{\rm j}$是射流半张角和$Γ$是射流洛伦兹因子。这意味着发光耀变体中的喷流是物质主导的，这种主导对于外部辐射源的扁平几何形状尤其强烈。
2015-03-18 astro-ph.HE
Super-Eddington accretion onto a magnetized neutron star
大多数超亮X射线源被认为是在爱丁顿极限以上吸积的物体。在最近发现的超亮X射线双星中，吸积星是一颗中子星，因此质量很小，爱丁顿极限也很小。这种天体周围的吸积盘结构会影响重要的观测量，如平衡周期、周期导数和磁层的大小。我们提出了一个模型，一个接近标准的吸积盘与磁层相互作用，只有在一个薄层附近的内盘边缘。我们的计算表明，磁层的大小可以表示为经典的阿尔文半径乘以无量纲因子$ξ$，它只取决于磁盘的厚度。在辐射压主导的盘的情况下，磁层的大小不依赖于质量吸积率。一般来说，增加圆盘厚度会导致以阿尔文半径为单位的更大磁层尺寸。对于足够大的质量吸积率和磁矩，不仅要考虑盘内的磁场压力和辐射压力，还要考虑吸积柱中靠近中子星表面产生的辐射压力。磁层的大小可能会增加多达两倍的影响，有关的磁盘厚度和辐射的中心源的结果。考虑到这些影响，对中子星磁矩的估计值降低了好几倍。
2017-03-20 astro-ph.HE
On the "force-free surface " of the magnetized celestial bodies
本文研究了均匀磁化旋转球的场，特别注意电场和磁场相互正交的表面。该曲面的方程，在任意距离的旋转磁化球有效，得到。在光圆柱内部，这个表面可以被认为是一个自由表面，即作为一个地方，具有强辐射阻尼的粒子可以被捕获，因为它们的能量损失。在光圆柱外面，这个表面只是一个几何轨迹，它以超光速绕着旋转轴运动。构造了无力面的二维和三维图。估算了离心力对颗粒动力学的影响。它表明，在强磁场的情况下，离心力是可以忽略不计的小，除了一个狭窄的邻域轻圆柱。
2015-10-24 astro-ph.HE
Numerical simulations of the internal shock model in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内激波情景被用来解释耀变体辐射的变化。最近的研究表明，磁场显着改变壳层碰撞动力学，产生各种光谱能量分布和光变曲线图案。然而，磁化在这种发射过程中所起的作用仍然没有完全理解。在这项工作中，我们数值求解磁化壳碰撞的磁流体动力学演化，并确定磁化对所观察到的辐射的影响。我们的程序包括系统地改变壳层的洛伦兹因子、相对速度和视角。产生整个宽带光谱能量分布和光变曲线所需的计算在计算上是昂贵的，并且使用高性能并行代码来实现。
2015-02-27 astro-ph.HE
Particle acceleration and radiation reaction in a strongly magnetized rotating dipole
节录。中子星被超相对论粒子包围，这些粒子被超强电磁场有效地加速。然而，到目前为止，没有数值模拟能够处理非常高的洛伦兹因子和磁场强度的这种极端状态。这是本文的目的是研究粒子加速和辐射反应阻尼旋转磁偶极子与现实的场强典型的毫秒和年轻的恒星以及磁星。为此，我们实现了一个精确的分析粒子推进器，包括辐射反应在减少朗道-Lifshitz近似，其中电磁场被假定为恒定的时间和均匀的空间在一个时间步长的积分。使用速度Verlet方法执行位置更新。我们广泛地测试了我们的算法对时间无关的背景电磁场，如在交叉电场和磁场的电漂移和磁漂移和镜像运动的偶极子。最后，我们将其应用到现实的中子星环境中。我们研究了粒子的加速和辐射反应的影响，电子，质子和铁核周围的毫秒双星，年轻的双星和磁星，比较它与没有辐射反应的情况。我们发现最大洛伦兹因子与粒子种类有关，而与中子星类型的关系很弱。电子的能量达到$γ_e \approx 10^8-10^9$，而质子的能量达到$γ_p \approx 10^5-10^6$，铁的能量达到$γ\approx 10^4-10^5$。虽然质子和铁不受辐射反应的影响，但电子会急剧减速，使其最大洛伦兹因子降低2个数量级。我们还发现，辐射反应极限轨迹相当符合约化Landau-Lifshitz近似在几乎所有的情况下。
2022-07-01 astro-ph.HE hep-ph
A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst
最近有人提出了一类新的超长持续时间（> 10，000 s）伽马射线暴。它们可能起源于半径比正常长伽马射线暴大得多的恒星爆炸，或者起源于恒星的潮汐破裂。迄今为止，还没有明确的超新星与超长伽马射线暴联系在一起。在这里，我们报告了一颗超新星（2011kl）与超长持续时间爆发111209A有关，z=0.677。这颗超新星的亮度是与长伽马射线暴相关的Ic型超新星的3倍多，其光谱也明显不同。连续光谱的斜率类似于超亮超新星的斜率，但延伸到静止坐标系的紫外线，意味着金属含量较低。光变曲线的演化比超亮超新星快得多。高光度和低金属线不透明度的组合不能与典型的Ic型超新星相协调，但可以通过一个模型来重现，其中强磁化的中子星（磁星）注入了额外的能量，这也被认为是超亮超新星的解释。
2015-09-10 astro-ph.HE
Thermal Photons From Magnetized Bare Strange Stars
由奇夸克物质（SQM）和电子组成的等离子体具有相当高的等离子体频率（>20 MeV）。因此，一颗致密的恒星由这样的材料组成，一直到它的表面，即，一颗裸露的奇异恒星，将无法辐射出它的热辐射。我们使用MIT-bag模型，并假设SQM是高密度核物质的基态。我们调查是否存在一个磁场将允许传播的辐射频率低于SQM等离子体频率。因此，我们研究了在强磁场（B > 10^{12} G）作用下SQM等离子体中陀螺频率的存在。我们发现，小区域的频谱允许辐射传播由于存在的磁场。很可能从磁化的裸奇异星上可以观察到窄辐射带。
2013-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
An energy-conserving dynamical model of GRB afterglows from magnetized forward and reverse shocks
在伽马射线暴（GRB）余辉的动力学模型中，一致性假设引起了总能量守恒问题。在这项工作中，我们考虑了源自磁化喷出物的冲击，通过应用Zhang和Kobayashi（2005）的磁化跳跃条件，将Yan等人（2007）的能量守恒流体动力学模型扩展到MHD极限。与非保守模型相比，我们的整个冲击区的洛伦兹因子大了$\lesssim\sqrt{2}$倍。在相对论区域中，前向激波区的总压力高于反向激波区，在我们的星际介质（ISM）情况下，当喷出物磁化程度为$σ<1$时，前向激波区的总压力约为反向激波区的3倍，在风情况下，前向激波区的总压力约为反向激波区的2.4倍。对于$σ\le 1$，非保守模型在ISM情况下损失了其总能量的$32-42$ %，在风情况下损失了$25-38$ %，这特别发生在前向激波区域，使得来自前向激波的激波同步辐射不如预期的明亮。一旦能量守恒的问题是固定的，后期的光变曲线从向前冲击变得几乎独立的喷出物的磁化。由于洛伦兹因子的变化被冲击粒子数密度的变化所补偿，反冲击区不存在能量守恒问题。反向激波的早期光变曲线对喷出物的磁化强度很敏感，是探测喷出物磁化程度的重要手段。
2021-04-28 astro-ph.HE
The early afterglow and magnetized ejecta present in GRB 110731A
最具能量的伽马射线暴GRB 110731 A被费米天文台和斯威夫特天文台以及MOA和GROND光学望远镜从光学到GeV的能量范围观测到。不同时期（从触发时间到800 s以上）的多波长观测表明，风余辉模型能更好地拟合光谱能量分布。我们提出了一个轻子模型的基础上的早期余辉，在恒星风的演变来描述多波长光变曲线的观测。特别地，LAT发射的起源通过来自前向激波的同步辐射和来自反向激波的同步自康普顿发射的叠加来解释。在这个模型中所需的体洛伦兹因子是$Γ\simeq520$，结果表明，喷出物必须磁化。
2015-08-10 astro-ph.HE
Periodic Fast Radio Bursts from Luminous X-ray Binaries
快速射电暴（FRB）到达时间周期性的发现，对磁星研究提出了挑战。然而，假设FRB是由磁化冲击或相对论外流中的磁重联引起的模型并不特定于磁星发动机;相反，它们只需要将相对论能量脉冲注入到致密的磁化介质中。因此，出于这样的动机，我们概述了一个新的场景，其中FRB是由来自吸积黑洞或中子星的短暂相对论流出（"耀斑“）提供动力，这些流出传播到预先存在的（"静止”）喷流的空腔中。为了重现FRB的光度和速率，我们被迫考虑进行超爱丁顿质量转移的恒星质量紧凑型天体的二进制文件，类似于超铝X射线（ULX）源。事实上，FRB的宿主星系，以及它们在宿主星系内的空间偏移，与ULX表现出广泛的相似性。几天到几年的时间尺度上的周期性可以归因于岁差（例如，透镜Thirring）的极地吸积漏斗，沿其FRB发射的几何和相对论光束，扫过观察者的视线。通过吸积功率来解释最明亮的FRB可能需要一群经历不稳定（动态时间尺度）质量转移的双星系。这将导致一些重复的FRB的性质在数月至数年的时间尺度上发生长期演化，随后是类似于发光的红新星的瞬态光学/IR对应物，或者更明亮的吸积动力光学/X射线瞬态。我们鼓励对已知ULX源进行有针对性的FRB搜索。
2021-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetized Current Filaments as a Source of Circularly Polarized Light
我们表明，韦伯或电流不稳定性可以导致圆偏振辐射的发射。使用粒子在细胞（PIC）模拟和辐射后处理的数值算法，我们证明了圆极化的水平增加与初始等离子体磁化强度，饱和在~13%时的磁化强度，由磁能密度的比例，以电子动能密度，大于0.05。此外，我们表明，这种效果需要一个离子电子质量比大于1。这些研究结果，这也可以在目前可用的实验室条件下进行测试，表明最近观察到的圆极化的伽马射线暴余辉可能是由于存在磁化电流丝驱动的韦伯或电流偏转不稳定性。
2018-12-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The dissipation of toroidal magnetic fields and spin-down evolution of young and strongly magnetized pulsars
磁星是一种主要由超高磁场提供动力的天体。它们是受欢迎的来源，本身有许多未解决的问题，但也与各种高能现象有关，如QPO，巨型耀斑，快速射电暴和超亮超新星。在这篇文章中，我们首先回顾了我们最近在磁星和旋转动力磁星中的环形磁场耗散方面的工作，然后回顾了年轻和强磁化磁星，特别是磁星的自旋下降演化。我们提出了一个有趣的和重要的磁化参数之间的关系，磁场在磁星地壳。最后，介绍了我们正在进行的两项工作：在热塑性流动模型中解释磁星的“反格利奇”事件和重新讨论与脉冲星自旋频率的二阶导数无关的制动指数$n$的表达式，并对今后的工作提出了一些建议。
2020-12-02 astro-ph.HE hep-th
