Particle acceleration by magnetic Rayleigh-Taylor instability: mechanism for flares in black-hole accretion flows
本研究针对黑洞吸积流耀发的粒子加速机制问题，通过PIC模拟探究相对论无碰撞等离子体的磁瑞利-泰勒不稳定性，发现羽状结构生长合并驱动磁重联可实现高效粒子加速，能解释Sgr A*的吸积流耀发。
2023-10-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Effects of synchrotron cooling and pair production on collisionless relativistic reconnection
在相对论性磁重联中加速的非热粒子的高能辐射被认为在许多天体物理系统中是重要的，从耀变体喷流和黑洞吸积盘日冕到耀变体和磁星耀斑。在这些系统中，高能量光子（$>$ MeV）的实质密度的存在可以使双光子对产生（$γγ\to e^-e^+$）成为等离子体粒子的附加源，并且可以影响这些物体的辐射性质。我们提出了新的粒子模拟的结果，跟踪辐射的同步加速器光子和创建的对，我们研究了一个二维的重连电流片对等离子体的演变。来自电流片中加速粒子的同步辐射在上游产生热的次级对，这些次级对随后平流进入电流片，在电流片中它们被重新加速并产生更多的光子。在光学薄区域，当大部分辐射离开上游不受影响时，该过程是自我调节的，并且仅取决于背景磁场和光子的光学深度以产生对。额外的等离子体负载也会影响重联的性质。我们研究了如何流入的二次等离子体，多重数高达几百，减少了等离子体的有效磁化，抑制加速，从而降低了高能光子光谱截止。这就解释了为什么观测到的伽马射线截止与光柱处的磁场之间存在微弱的依赖关系。
2018-09-27 astro-ph.HE
Collisionless Rayleigh-Taylor-like instability of the boundary between a hot pair plasma and an electron-proton plasma: the undular mode
我们研究了一个二维的粒子在细胞模拟的不连续性或活塞，从一个较冷的电子-质子等离子体分离的电子-正电子云的稳定性。这种活塞可能存在于吸积黑洞的相对论喷流中，将喷流物质与周围的等离子体分离，以及在X射线耀斑期间形成成对云并扩展到吸积盘日冕的等离子体中。我们在模拟边界注入一对等离子体，具有温和的相对论温度和平均速度。它流过一个空间均匀的电子-质子等离子体，该等离子体被背景磁场所渗透。磁场与一个模拟方向对齐，并与成对云的平均速度矢量正交。膨胀的电子对云将磁场排斥出去，并将其堆积在其前方。它被放大到足以捕获周围电子的值。被捕获的电子的电流，被膨胀的云锋携带，驱动一个电场，加速质子。孤立波在饱和后增长并转变为活塞。我们的模拟结果表明，这种活塞经历了碰撞的不稳定性类似的瑞利-泰勒不稳定性。波动模式的增长，我们观察到的手指的质子密度分布。不稳定性的影响是使活塞变形，但不能破坏它。
2020-10-10 astro-ph.HE
Millimeter Flares and VLBI Visibilities from Relativistic Simulations of Magnetized Accretion onto the Galactic Center Black Hole
最近的VLBI观测银河系中心黑洞候选者Sgr A* 在1.3毫米显示源结构的事件视界尺度。这种检测能够直接比较的发射区域与模型的吸积流到黑洞。本文给出了广义相对论MHD模拟数据的含时辐射转移的第一个结果，并将模拟的黑洞自旋a=0.9的同步辐射图像与VLBI测量结果进行了比较。在调整吸积率以匹配毫米通量之后，我们发现预测的和观察到的粒子数之间非常一致，即使是在正面观察时（i < 30度）。在2000- 3000 km基线上的VLBI测量应该限制倾斜。这些数据将吸积速率限定为（1.0-2.3）× 10 ^-9 M_sun / yr，置信度为99%，这与之前根据光谱和偏振测量得出的估计值一致，但与之无关。最后，我们计算的光变曲线，这表明磁湍流可以直接产生耀斑事件与0.5小时的上升时间，2-3.5小时的持续时间和40-50%的通量调制，在毫米波长的观测Sgr A* 一致。
2009-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark matter and dark energy accretion onto intermediate-mass black holes
在这项工作中，我们调查的宇宙流体吸积到一个中等质量的黑洞在中心的球状星团，专注于吸积流的母恒星系统的影响。我们证明了宇宙背景辐射和所谓的暗能量对中等质量黑洞的吸积是可以忽略的。另一方面，如果冷的暗物质有一个非零的压力，那么暗物质的吸积就足以使黑洞的质量大大超过目前观测到的上限。我们的结论是，要么中等质量黑洞不存在，要么暗物质不存在，要么它不是严格的无碰撞。在后一种情况下，我们为冷暗物质状态方程的参数设置了一个下限。
2012-03-08 astro-ph.HE
Bright Flares in Supergiant Fast X-ray Transients
在稳定的低光度状态下，超巨星快X射线瞬变（SFXTs）可以处于准球形沉降吸积阶段，从OB-伴星风吸积到缓慢旋转的磁化NS上。在这一阶段，一个热的准静态壳层形成以上的磁层，等离子体进入磁层的速度控制（低效）辐射等离子体冷却，并在NS上的吸积率被抑制的一个因素的\sim 30相对于邦迪-霍伊尔-利特尔顿值。局部风速和密度的变化仅能使质量吸积率（\sim 10的一个因子）略微增加，使系统进入康普顿冷却主导区，并导致中等亮度耀斑（L_x \lesssim 10^{36} erg/s）的产生。为了解释SFXTs所显示的最亮耀斑（L_x>10^{36} erg/s），我们提出，磁化恒星风等离子体的零星捕获可以产生更大的质量吸积率增加。在足够低的吸积速率下，磁重联可以提高磁层等离子体进入速率，导致大量X射线光子的产生，强烈的康普顿冷却，最终导致整个壳层的不稳定吸积。一个明亮的耀斑在壳层中的自由落体时间尺度上发展，并且SFXT明亮耀斑中释放的典型能量对应于壳层的质量。这一观点与SFXT亮耀斑释放的能量（\sim 10^{38}-10 ^<$40}尔格）、它们的典型动态范围（\sim 100）以及观测到的这些特征对SFXT平均非耀斑X射线光度的依赖性是一致的。因此，与稳定的HMXB相反，SFXTs的耀斑行为可能主要与它们的低X射线亮度有关，这使得在磁化等离子体进入磁层期间发生零星的磁重联。
2014-05-22 astro-ph.HE
Delayed Radio Flares from a Tidal Disruption Event
潮汐破裂事件（TDEs）的无线电观测-当恒星被超大质量黑洞（SMBH）潮汐破裂时-为研究SMBH附近的外流及其与SMBH吸积的联系提供了独特的实验室。到目前为止，只在少数几个TDE中检测到无线电发射。在这里，我们报告的延迟无线电耀斑的检测从光学发现的TDE。我们对TDE ASASSN-15 oi的即时射电观测显示，直到六个月后探测到耀斑才有射电发射，几年后又探测到第二个更亮的耀斑。我们发现，标准的情况下，在恒星破裂后，流出短暂发射，是无法解释的延迟耀斑的时间和光谱特性相结合。我们认为，耀斑是由于延迟喷出的外流，也许在吸积状态的过渡。我们的发现激发了在不同时间尺度上对TDE的观察，并强调了对新模型的需求。
2021-02-22 astro-ph.HE
Non-Thermal Electron Acceleration in Low Mach Number Collisionless Shocks. I. Particle Energy Spectra and Acceleration Mechanism
对星系团和太阳耀斑的射电和X射线观测揭示了低马赫数（M<5）激波中电子加速到非热能的过程，但对电子加速的机制仍知之甚少。扩散冲击加速，也称为一阶费米加速，不能直接用来解释电子的加速。相反，需要一种额外的机制来将电子从热能预加速到超热能，这样它们就可以参与费米过程。在这项工作中，我们使用二维和三维粒子在细胞等离子体模拟研究电子加速在低马赫数冲击。我们重点研究了M=3的参考运行中的粒子能谱和加速机制，以及准垂直的预冲击磁场。我们发现大约15%的电子可以被有效地加速，在能谱中形成非热幂律尾，斜率为p~2.4。最初，热电子通过冲击漂移加速在冲击波前被激励。然后，加速的电子被反射回上游，在那里它们与入射流的相互作用产生磁波。反过来，波散射向上游传播的电子，使其返回冲击波，以进一步通过冲击波漂移加速。总之，自生波允许冲击漂移加速的重复循环，类似于持续的费米过程。这种机制提供了一个自然的解决方案，从星系团的外围观测到的明亮的无线电同步辐射和低电子加速效率通常预期在低马赫数冲击之间的冲突。
2014-08-26 astro-ph.HE
Reconnection-driven flares in 3D black hole magnetospheres -- A scenario for hot spots around Sagittarius A*
通过Kerr时空中的全局三维粒子模拟，研究了旋转黑洞磁层中的磁重联电流层，发现脱离的磁通量绳可产生同步辐射热点以解释Sgr A*近红外耀斑，并约束其自旋为0.65至0.8。
2023-05-02 astro-ph.HE
Energetic Proton Back-Precipitation onto the Solar Atmosphere in Relation to Long-Duration Gamma-Ray Flares
长期伽马射线耀斑（LDGRF）事件期间的伽马射线发射被认为主要是由$>$ 300 MeV质子与光球层或附近的环境等离子体相互作用引起的。长时间的伽马射线发射促使人们提出这样的建议，即高能质子的来源是日冕物质抛射（CME）驱动的冲击波的加速，随后是粒子在长时间内反向沉淀到太阳大气中。我们研究后一种假设，使用测试粒子模拟，这使我们能够调查是否散射与湍流艾滋病粒子在克服磁镜的影响，这阻碍了反沉淀粒子反射，因为他们向太阳旅行。瞬时沉淀分数$P$，即在固定高度成功沉淀用于注射的质子的比例，$r_i$，作为散射平均自由程$λ$和$r_i$的函数进行研究。上限的总降水分数，$\overline{P}$，计算了8个LDGRF事件的中度散射条件（$λ$ =0.1 AU）。我们发现，散射的存在下，有助于回降水相比，散射的情况下，虽然在非常低的$λ$值向外对流与太阳风最终占主导地位。对于八个LDGRF事件，由于强镜像，即使在存在散射的情况下，$\overline{P}$也非常小，在0.56和0.93%之间。根据我们的模拟，在观测中看到的时间延长的加速度和大的总降水分数不能与移动的冲击源相协调。因此，在这种情况下，不可能同时获得长持续时间的$γ$射线发射和有效降水。这些结果挑战了CME激波源场景作为LDGRF中产生$γ$射线的主要机制。
2021-11-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing the Association of Supermassive Black Hole Infrared Flares and High-energy Neutrinos
MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Department of Astronomy and Columbia Astrophysics Laboratory, Columbia University（哥伦比亚大学）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（西蒙斯基金会平顿研究所计算天体物理中心）；Department of Physics, Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
研究通过分析NEOWISE和IceCat-1数据，发现近距吸积闪焰与高能中微子信号无显著关联，挑战了此前的结论。
2026-01-29 astro-ph.HE
A Tidal Disruption Flare in Abell 1689 from an Archival X-ray Survey of Galaxy Clusters
理论表明，当一颗恒星在星系中心被一个超大质量黑洞近距离穿过时，在大多数情况下，当它被破坏时，它会发出巨大的辐射耀斑，而由此产生的一部分激波加热的恒星碎片流会落回黑洞本身。我们研究的第一个结果正在进行的档案调查的星系团使用钱德拉和XMM选择的数据，并报告一个可能的潮汐破裂耀斑从SDSS J131122.15-012345.6在阿贝尔1689年。观测到耀斑在至少2年内的变化因子>30，最大L_X（0.3-3.0 keV）> 5 x 10^{42} erg s^{-1}，并以kT~0.12 keV的黑体形式发射。根据对该星系团现有研究所确定的星系数量，如果我们假设光度范围对应于中心黑洞质量（M_bh）在10^6到10^8太阳质量之间的星系对观测速率的贡献，我们估计潮汐破裂速率为1.2 x 10^{-4}星系^{-1}年^{-1}。
2010-08-24 astro-ph.HE
Kinetic Beaming in Radiative Relativistic Magnetic Reconnection: A Mechanism for Rapid Gamma-Ray Flares in Jets
快速的伽玛射线闪焰造成了一个天体物理学难题，需要机制来加速高能粒子并产生快速观测到的变化。无碰撞相对论性磁重联可以满足这些双重要求。一方面，相对论重联可以激发伽马射线发射电子。另一方面，正如先前的动力学模拟所示，重连加速机制优先将高能粒子及其发射的光子聚焦成光束，当它们穿过望远镜的视线时，可能会产生快速的光点。使用一系列的二维对等离子体粒子在细胞模拟，我们明确地证明了辐射冷却介导的可观察到的签名，这种“动力学光束”的效果所发挥的关键作用。只有在我们有效冷却的模拟中，我们才能测量重联层超过一个光交叉时间的动力学光束。我们发现之间的相关性的冷却强度和光子能量范围内发生持续的动力学光束：更强的冷却与更广泛的光束光子能量。我们还将我们的研究结果应用于快速伽马射线耀斑的平谱射电类星体，这表明一个范例的辐射有效的动力学光束约束相关的排放模型。特别地，波束形成产生的可变性可以更容易地在两区（例如脊鞘）设置中实现，其中康普顿种子光子起源于射流本身，而不是在一区外部康普顿场景中。
2020-08-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Evidence of Compton cooling during an X-ray flare supports a neutron star nature of the compact object in 4U1700-37
基于新的钱德拉X射线望远镜观测数据，我们给出了非脉动大质量X射线双星4U 1700 -37耀斑期间等离子体康普顿冷却的经验证据。这种行为可以用缓慢旋转的磁化中子星上的准球形吸积来解释。在静止时，4U 1700 -37中的中子星被一个热的辐射冷却壳层所包围。它的存在是支持的兆赫准周期振荡可能产生的对流细胞的检测。高等离子体温度和相对较低的X射线光度观察期间的平静，指向一个小的发射面积约1公里，兼容的NS表面上的热点。从辐射到一个更有效的康普顿冷却制度的突然过渡触发了一个增强的吸积事件，导致耀斑。在耀斑期间，等离子体温度迅速下降。这种跃迁的预测光度Lx = 3 x 10^35 erg s-1，非常接近4U 1700 -37在平静期的光度。这种转变可能是由施主星的星风中的团块吸积引起的。因此，致密物体的磁化NS性质非常有利。
2017-10-06 astro-ph.HE
Particle Acceleration at a Flare Termination Shock: Effect of Large-scale Magnetic Turbulence
我们研究带电粒子（包括电子和质子）在预测存在于太阳耀斑附近的无碰撞冲击中的加速。通过耀斑模型和数值模拟，柴田福布斯我们研究了电子束通过数值积分的运动方程的大量的测试粒子电子的时间依赖性的二维电场和磁场产生的混合模拟（动力学离子和流体电子）使用典型的太阳耀斑等离子体环境的参数。冲击波是通过向刚性活塞注入等离子体流而产生的。大规模的磁波动-已知存在于等离子体中，并已知在冲击时对非热电子加速有重要影响-也包括在我们的模拟中。对于耀斑区的参数特征，我们的计算表明，在重联流出区（以上耀斑环）形成的终止激波可以加速电子的动能的几兆电子伏在100个离子回旋周期内，这是一个毫秒的顺序。给定足够的湍流振幅水平（$δB^2/B_0^2 \sim 0.3$），约10%的热测试粒子电子被加速到超过15 keV。我们发现质子也被加速，但在可用的时间内没有达到高能量，并且对于我们模拟中使用的参数，能谱比电子的能谱陡峭得多。我们的结果与观测到的太阳耀斑中的硬X射线辐射定性一致。
2012-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Late X-ray flares from the interaction of a reverse shock with a stratified ejecta in GRB afterglows: simulations on a moving mesh
为了解释在伽马射线暴的早期X射线余辉中观察到的耀斑，人们经常援引中心引擎的晚期活动，耀斑的形式要么是活跃的中子星残余物，要么是（回落）吸积到黑洞上。然而，这些情况并不总是合理的，特别是当耀斑延迟到爆发后很晚的时候。最近，有人提出了一种新的设想，认为X射线耀斑可能是长期反向激波穿过分层喷出物的结果，其优点是不需要后期发动机活动。在这项工作中，我们用数值方法证明这种情况是物理上合理的，通过使用我们的新的移动网格相对论流体动力学代码进行一维模拟喷出物的动力学和排放。与以前的工作相比，提高了效率和精度，从而能够探索更广泛的设置。我们可以引入一个更符合物理实际的环暴流中等质量密度的描述。我们还可以在计算这些设置的宽带发射时局部跟踪电子的冷却。我们表明，同步加速器冷却时间尺度可以占主导地位的耀斑衰减时间，如果分层的喷出物被约束到一个局部的角区域内的射流，与大小对应的相对论因果连接角，它对应于观测报告的值。我们证明，这种情况下，可以产生一个大范围的观测耀斑时间，表明耀斑和初始喷射动力学之间的连接，而不是与后期残留活动。
2020-05-20 astro-ph.HE
A new class of flares from accreting supermassive black holes
吸积中的超大质量黑洞（SMBH）可以在电磁波谱和很宽的时间尺度范围内表现出可变的发射。活动星系核（AGN）在紫外和光学上的变化通常在几个小时到几个星期的时间尺度上在百分之几十的水平。最近，罕见的，更戏剧性的变化，从吸积SMBH的排放已被观察到，包括潮汐破坏事件，“改变外观”AGN和其他极端的变化对象。物理学背后的“重新点燃”，增强和“关闭”的吸积到SMBH不完全理解。在这里，我们提出了一个快速增加的紫外光发射中心附近的星系，标志着发病突然增加吸积到SMBH。这个耀斑的光谱，被称为AT 2017 bgt，表现出混合的发射特征。有些是典型的发光的、未被遮蔽的活动星系核，但另一些则可能是由鲍文荧光驱动的--在这里与吸积的SMBH附近的高速气体有着强烈的联系。光谱特征和增加的紫外线通量在至少14个月的时间内几乎没有变化。这不利于恒星的潮汐破裂作为它们的起源，而是暗示了一个长期的强化吸积事件。连同其他两个最近报道的事件具有类似的属性，我们定义了一类新的SMBH相关的耀斑。这对SMBH上不同类型的增强吸积的分类具有重要意义。
2019-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Kinetic description of quasi-stationary axisymmetric collisionless accretion disk plasmas with arbitrary magnetic field configurations
一个动力学处理的高温，低密度天体物理吸积盘，如被认为是目前在一些辐射效率低的吸积流到黑洞中发生的无碰撞磁化等离子体。准静态配置进行了研究，在一个弗拉索夫-麦克斯韦描述的框架内。等离子体被视为轴对称的，并受到缓慢时变的引力场和电磁场的作用。假设磁场的特征是由一个家庭的局部嵌套，但开放的磁表面。这些等离子体的慢碰撞动力学的影响，产生一个减少gyrokinetic Vlasov方程的动力学分布函数。为了做到这一点，首先确定一个渐近准稳态解，表示为一个广义双麦克斯韦分布表示的相关绝热不变量。的解决方案的存在取决于有合适的动力学约束和条件，导致粒子捕获现象。有了这个解决方案，可以处理温度各向异性，环形和极向流速度和有限Larmor半径的影响。分布函数的渐近展开允许所有相关流体场的分析评价。讨论了该解的基本理论特征及其天体物理意义。作为应用，讨论了用\textquotedblleft动力学发电机效应\textquotedblright描述慢时变吸积流动力学和自产生磁场的可能性。这两种效应都与内在动力学物理机制有关。
2011-05-19 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Wind Accretion - Observations Vs Theory
综述了磁化旋转中子星的准球形亚音速吸积理论。中子星上准球形吸积的不同状态：超音速（邦迪）吸积，发生在被捕获的物质迅速冷却并以超音速落向中子星磁层时，以及亚音速（沉降）吸积，发生在等离子体保持热直到遇到磁层边界时。在X射线光度为$\lesssim 4\times 10^{36}$ ~erg~s $^{-1}$的亚音速吸积中，磁层周围一定会形成一个热的准球形壳层，而实际的吸积到中子星上的速率取决于等离子体由于瑞利-泰勒不稳定性而进入磁层的能力。我们展示了如何从平衡态X射线天体（船帆座X-1，GX 301-2）的观测中确定理论的无量纲参数。我们还讨论了如何在沉降吸积理论中观察到的超巨星快速X射线瞬变（SFXT）明亮的X射线耀斑（$\sim 10^{38}-10^{40}$ ~ergs）可能产生的零星捕获磁化星风等离子体。在足够低的吸积速率下，磁重联可以提高磁层等离子体进入速率，导致大量X射线光子的产生，强烈的康普顿冷却，最终导致整个壳层的不稳定吸积。一个明亮的耀斑在壳层中的自由落体时间尺度上发展，并且SFXT明亮耀斑中释放的典型能量对应于壳层的质量。
2017-02-11 astro-ph.HE
A low-level accretion flare during the quiescent state of the neutron-star X-ray transient SAX J1750.8-2900
我们报告了2012年2月至3月22日期间在中子星X射线双星SAX J1750.8-2900的静止状态下进行的一系列Swift/XRT观测。在这些观测中，根据曝光时间（范围从~0.3到~3.8 ks）的不同，源要么刚刚被检测到，要么未被检测到。未检测到的上限与检测到的~ 1 E34 erg/s（0.5-10 keV）的光度（当将热模型拟合到光谱时）一致。这一水平与以前在静止时对这一来源所测量的水平是一致的。然而，在3月17日，发现源具有更大数量级的计数率。当用吸收的幂律模型拟合耀斑光谱时，得到耀斑的光度为（3-4）1 E34 erg/s（0.5-10 keV）。Swift的后续观察表明，这种耀斑持续了不到16天。这一事件很可能是由于中子星上的一个短暂的低水平吸积事件，并提供了进一步的证据，表明中子星X射线瞬变的静止状态可能不像通常假设的那样安静。这种低水平的吸积耀斑的检测提出了一个问题，即源（耀斑外）的静态发射是否也可能是由于残余吸积，尽管是连续的，而不是偶发的。然而，我们提供的论据表明，最低的强度水平可能反而代表吸积加热的中子星的冷却。
2013-06-19 astro-ph.HE
X-ray Flares Raising upon Magnetar Plateau as an Implication of a Surrounding Disk of Newborn Magnetized Neutron Star
X射线耀斑通常被归因于伽马射线暴（GRB）中心引擎的长期活动，例如，后退增积然而，伽玛射线暴的X射线稳定期更倾向于毫秒磁星中央引擎。由于磁星的螺旋桨效应，回退吸积可以被显著抑制。因此，如果螺旋桨区不能有效地阻止质量流到达磁星表面，磁星平台上的X射线耀斑将被暗示。在这项工作中，这种特殊的情况下连接到一个磁星的吸积过程，并给出了一个磁盘结构的含义。研究了多耀斑GRB 050730的重复吸积过程，并对GRB 111209A的吸积引起的磁场变化进行了讨论。GRB 050730、GRB 060607A和GRB 140304A中存在两个或多个耀斑，采用磁星质量$M=1.4~ M_\odot$和半径$R=12~\rm km$，对应的周围盘的平均质量流量分别为$3.53\times 10^{-4}~M_\odot~\rm s^{-1}$、$4.23\times 10^{-4}~M_\odot~\rm s^{-1}$和$4.33\times 10^{-4}~M_\odot~\rm s^{-1}$，对应的磁层平均尺寸分别为$5.01~\rm \times10^{6} cm$、$6.45~\rm \times10^{6} cm$和$1.09~\rm \times10^{7} cm$。对12个耀斑中包含8个伽玛暴的统计分析表明，单个耀斑的总质量负荷为$\sim 2\times 10^{-5}~M_{\od…
2021-09-23 astro-ph.HE
On the ultra-relativistic Prompt Emission (UPE), the Hard and Soft X-ray Flares, and the extended thermal emission (ETE) in GRB 151027A
我们分析GRB 151027 A的双星驱动的超新星（BdHN）的方法，与祖先的碳氧核心的超新星（SN）爆炸的边缘和一个双伴星中子星（NS）。SN喷出物在NS上的超临界吸积导致其引力坍缩成黑洞（BH），并导致GRB的发射和丰富的$e^+e^-$等离子体。这种$e^+e^-$等离子体对SN喷出物的影响解释了在长伽玛暴中观测到的早期软X射线耀斑。我们在这里把这种方法应用于UPE和硬X射线耀斑。我们使用GRB 151027 A作为原型。从时间积分和时间分辨的分析，我们确定了一个双组分的UPE，并确认其超相对论性质。我们证实了软X射线耀斑、硬X射线耀斑和ETE的弱相对论性质。我们表明，ETE确定从SN到HN的过渡。然后，我们解决这些意见的理论依据集成的流体动力学传播方程的$e^+ e^-$到SN喷出物，后者独立获得的三维光滑粒子流体动力学模拟。我们的结论是，UPE、硬X射线耀斑和软X射线耀斑并不构成一个因果联系的序列：在我们的模型中，它们是BH形成的\textbf{the same}物理过程在不同视角下的表现，由HN喷出物的形态和$\sim 300$ ~s旋转周期所暗示。
2018-11-04 astro-ph.HE
Characteristics of Sustained >100 MeV Gamma-ray Emission Associated with Solar Flares
我们描述并提供了费米LAT观测到的30个>100 MeV持续伽马射线发射（SGRE）事件的目录。这些事件在时间和光谱上都与相关的太阳耀斑不同。它们的光谱与由>300 MeV质子产生的π介子衰变一致，但与电子韧致辐射不一致。SGRE开始时间从CME开始到两小时后不等。它们的持续时间从大约4分钟到20小时不等，似乎与>100 MeV SEP质子事件的持续时间相关。产生SGRE的>300 MeV质子具有可以符合幂律的光谱，平均指数为~4，RMS扩展为1.8。伽马射线谱线测量表明，SGRE质子谱在300 MeV以上比在300 MeV以下更陡。SGRE的质子数>500 MeV，平均比伴随耀斑的质子数多10倍，比伴随SEP的质子数少50 ~ 100倍。SGRE可以从弧位延伸数十度。在一次SGRE事件中观察到MeV电子的持续韧致辐射。耀斑>100 keV的X射线发射似乎与SGRE和强烈的SEP有关。从这一观察，我们提供的参数，使我们提出，亚MeV至MeV质子逃离耀斑有助于种子人口的冲击加速到开放的场线，以产生SEPs和场线返回到太阳，以产生SGRE。
2017-11-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Kinetic Turbulence in Collisionless High-Beta Plasmas
我们提出的结果从三维混合动力学模拟Alfvénic湍流在高β，无碰撞等离子体。这种湍流的关键特征是局部波-波之间的相互作用在级联中的波动和非局部波-粒子之间的相互作用与动力学微不稳定性驱动的各向异性的热压（即，消防水管，镜子，和离子回旋）之间的相互作用。我们提出的理论估计，并直接从模拟计算，有效的碰撞性和等离子体粘度的压力各向异性高β湍流，表明，对于强Alfvénic湍流，有效的平行粘性规模是可比的级联的驱动规模。在此尺度下，动能谱表明，由于各向异性粘性应力，Alfvénic叶栅的斜率比$-5/3$更陡。由于水龙带不稳定性产生的波动，磁能谱在离子拉莫尔标度附近比$-5/3$浅。大部分级联能量（80-90%）通过朗道阻尼和各向异性粘性加热的组合作为离子加热耗散。我们的研究结果对低光度吸积到超大质量黑洞的粒子加热模型，团内介质的有效粘度，以及近地太阳风观测的解释都有影响。
2023-03-02 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Accretion Flares from Stellar Collisions in Galactic Nuclei
针对星系核中恒星与超大质量黑洞（SMBH）的相互作用，模拟SMBH附近恒星碰撞后回落吸积的光变曲线，发现碰撞时相对速度方向影响光变曲线形式，其独特外观可与潮汐瓦解事件（TDEs）区分，还能阐明系统物理参数。
2024-04-10 astro-ph.HE
Nonthermal processes in hot accretion flows onto supermassive black holes: An inhomogeneous model
上下文许多低红移的活动星系核都有一个超大质量黑洞，以低或中等速率吸积物质。在这样的速率下，吸积流通常由一个冷的光学厚盘，加上一个热的、低密度的、无碰撞的日冕组成。在后一种成分中，带电粒子可以通过各种机制加速到高能量。目标。我们的目标是详细研究热吸积流到超大质量黑洞的非热过程，涵盖了广泛的吸积率和光度。方法.我们开发了一个模型，包括一个薄的Shakura-Sunyaev盘加上内部热吸积流或日冕，建模为一个辐射效率低下的吸积流，非热过程发生。我们解决了相对论粒子的输运方程，并估计了各种粒子种类和源中的场之间的非热相互作用产生的光谱能量分布。结果我们涵盖了各种各样的情况下，从低吸积率到爱丁顿极限的10%，并确定了每种情况下的相关冷却机制。热流中强子的存在决定了光谱的形状，产生次级粒子和伽马射线级联。我们将我们的模型应用于源IC 4329 A，证实了早期的结果，即日冕中存在非热粒子的证据。
2021-05-18 astro-ph.HE
A Dark Year for Tidal Disruption Events
主序恒星被超大质量黑洞破坏，导致最初产生一个延伸的碎片流，它反复地围绕着黑洞，产生一个复杂的三维图形，可能会自我相交。分析工作和模拟都表明，典型的遭遇会产生极细的流。在本文中，我们表明，这意味着，即使是小的相对论性进动归因于黑洞自旋可以诱导偏转，防止自相交的流，即使在许多绕组。此外，流体动力学模拟表明，能量沉积非常缓慢，通过流体动力学过程单独，导致在非常小的重力结合能的释放，在没有流-流碰撞。这自然会导致一个“黑暗时期”，在这个时期里，耀斑在一段时间内是不可观测的，持续最多12个束缚物质的轨道周期，这意味着质量为$\sim 10^{7} M_{\odot}$的黑洞周围的破裂要持续数年。我们发现，更大质量的黑洞往往有更激烈的流自相交，导致短的粘性时间，导致迅速吸积到黑洞。对于这些潮汐破裂事件（TDEs），在一个固定的延迟时间$t_{\rm delay}$之后，黑洞的吸积速率仍然应该紧密地遵循原始的回退速率。对于较低的黑洞质量（$M_{\rm h} \lesssim 10^{6}$），我们发现耀斑通常会减慢约一个数量级，并且因为高质量黑洞的TDE的吸积率已经是亚爱丁顿，这导致大多数TDE在峰值时是亚爱丁顿。这也意味着目前对TDE的搜索偏向于快速耀斑，而慢速耀斑可能尚未被识别。[删节]
2015-08-06 astro-ph.HE
Periodic accretion-powered flares from colliding EMRIs as TDE Imposters
当一颗主序星在极质量比圆涡旋（EMRI）中经历洛希叶溢出到超大质量黑洞（SMBH）上时，会出现一个稳定的质量转移阶段。经过数百万年的时间，双星演化到一个最小周期，然后逆转方向向外迁移。由于连续EMRI之间的时间间隔与传质时间尺度相当，因此两个连续传质EMRI的半长轴将在<几个AU的径向尺度上交叉。我们表明，这种EMRI交叉事件不可避免地伴随着一系列温和的相对论性，放牧恒星之间的物理碰撞。每次碰撞都会剥离少量质量，主要是来自质量较大的恒星，这通常会增加它们的径向距离，以便在进一步的引力辐射导致数十年至数百年（或更长时间）的延迟后引发下一次碰撞。根据SMBH的质量，这种相互作用可以导致质量为Msun/N的N ~ 1- 1 e4气体产生事件，从而在数千年或更长的总持续时间内为SMBH吸积动力耀斑的准周期序列提供动力。虽然EMRI的速率比潮汐破裂事件（TDE）的速率低2-3个数量级，但一个相互作用的EMRI对产生大量发光耀斑的能力-以及更明智地利用可用的恒星燃料-可以使它们的观测速率与TDE速率竞争，使它们能够伪装成“TDE冒名顶替者”。“我们预测耀斑的光度衰减既有比t^（-5/3）更浅的幂律衰减，也有指数衰减。由先前质量剥离事件的累积所产生的气体盘的粘性扩散在> 10-100 AU的径向尺度上放置了大量的质量，提供了解释某些耀斑出乎意料的高光学光度所需的后处理源。
2017-05-01 astro-ph.HE
Onset of particle acceleration during the prompt phase in gamma-ray bursts as revealed by synchrotron emission in GRB160821A
伽玛暴瞬发相的γ射线发射和粒子加速的物理过程至今仍不清楚。为了对观测结果进行明确的物理建模，需要明确识别排放机制。GRB 160821 A中非常强的耀斑期间的同步辐射是一个明确的识别实例，它发生在135 s的瞬发阶段。在这里，我们表明，在这个耀斑的辐射电子的分布最初是非常狭窄的，但后来发展的幂律尾加速电子。因此，我们确定的第一次在伽玛射线暴射流粒子加速的发病。耀斑是一致的后期能量释放从中央引擎造成外部冲击，因为它遇到了一个预先存在的环星云的祖先沃尔夫-拉叶星。相对论正向和反向冲击的发展，导致两个不同的发射区具有相似的属性。粒子加速只发生在前向激波中，进入致密的星云物质。在这里，磁化强度也降低到临界值以下，这允许费米加速操作。利用这一事实，我们发现一个体积洛伦兹因子为$420 \simleq Γ\simleq 770$，和一个发射半径为$R \sim 10^{18}$厘米，表明一个稀薄的气体的直接环爆周围。因此，对粒子加速开始的观测给出了新的和独立的约束条件，这些约束条件对流的性质以及无碰撞天体物理冲击中粒子加速的理论都有约束。
2022-06-01 astro-ph.HE
QPEs from EMRI Debris Streams Impacting Accretion Disks in Galactic Nuclei
本文提出 EMRI 恒星碎片形成的稀薄流周期性撞击吸积盘并经反向激波产生 QPE，解析解释其持续时间、10^42–43 erg/s 光度及约100 eV软X射线辐射。
2025-09-26 astro-ph.HE
Plasmoid formation in global GRMHD simulations and AGN flares
在相对论喷流中，作用于所有尺度的主要耗散过程之一被认为是由磁重联控制的。这种耗散过程已经在理想化的环境中进行了研究，例如重连层，它在合并的岛屿中发展并导致等离子体团的产生，最终导致有效的粒子加速。在流向黑洞的吸积流中，在流的湍流演化过程中，重联层可以迅速发展和破坏。我们提出了一系列的二维广义相对论磁流体动力学模拟环面吸积到旋转黑洞集中我们的注意力在电流片的形成和演化。最初，环被赋予极向磁场，该极向磁场具有沿径向方向的多环结构和交替极性。在重联过程中，等离子体团和等离子体团链的发展导致耀斑活动，从而导致可变的电磁光度。我们描述的方法开发自动跟踪的等离子体团，在模拟过程中产生和弹出，对比的行为，多回路的初始数据中遇到的典型的模拟吸积黑洞具有初始偶极场组成的一个循环。最后，我们讨论的影响，我们的研究结果的可变性预期在吸积超大质量黑洞。
2020-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Characterization of the X-ray light curve of the gamma Cas-like B1e star HD110432
HD 110432（BZ Cru; B1 Ve）是一小群“伽马Cas类似物”中最明亮的成员，它们发射出丰富的硬X射线通量，并被无处不在的“耀斑”所打断。“为了描述这颗恒星的X射线时间历史，我们在2010年进行了一系列的六次RXTE多次访问观测，并在2007年使用XMM-牛顿进行了扩展观测。我们分析了这些新的光变曲线以及2002- 2003年的三个旧的XMM-牛顿观测。RXTE观测分布在五个月内，旨在寻找几个月内的长X射线调制。这些观察确实表明存在一个长周期，P = 226天，振幅为2倍。我们还使用了X射线光变曲线构造XMM-牛顿观测的特征的寿命，强度，和1615耀斑类事件的光变曲线的interflare间隔。在考虑了假阳性事件后，我们推断存在955（2002-2003）和386（2007）事件，我们确定为耀斑。同样，作为对照，我们测量了伽马Cas的XMM-牛顿光变曲线中另外一组541个事件的相同属性，经过类似的校正后，产生了517个耀斑。我们发现HD 110432的耀斑性质与我们的对照组基本相似。在这两种情况下，耀斑强度的分布与对数线性关系最佳拟合。这些分布的斜率和耀斑频率本身都表现出适度的波动。我们发现HD 110432的硬X射线波段的某些耀斑在软波段很弱或没有观测到，反之亦然。光变曲线偶尔也会出现持续数小时的快速曲线下降。我们讨论了存在的长周期和这些耀斑的属性的背景下，两个竞争…
2012-06-07 astro-ph.HE
Thermal Electrons in an Ultra-Relativistic Shock Shape the Optical Afterglow of GRB 250702F
Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN – Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）；Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Faculty of Science, Masaryk University（马萨里克大学理学院理论与天体物理学系）；Purdue University（普渡大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari（意大利国家天体物理研究所-卡利亚里天文台）
本文通过GRB 250702F的高时间分辨率光学观测，发现一个由热电子同步辐射导致的陡峭衰减阶段，揭示了超相对论激波中热电子存在的证据。
2026-03-05 astro-ph.HE
Pressure-anisotropy-induced nonlinearities in the kinetic magnetorotational instability
在无碰撞和弱碰撞的等离子体中，例如在致密物体上的热吸积流中，磁旋转不稳定性（MRI）可能与标准（碰撞）MRI显着不同。特别是，相对于局部磁场方向的压力各向异性可以改变线性MRI色散关系，并导致模式结构和增长率的非线性修改，即使当场和流扰动很小。这项工作研究这些压力各向异性引起的非线性弱非线性，高离子β政权，MRI饱和到强湍流之前。我们的目标是更好地了解如何在低碰撞性等离子体的MRI的饱和度可能不同于在碰撞制度。我们专注于两个关键的影响：（i）的直接影响的自感压力各向异性的非线性的MRI模式的演变，和（ii）的影响压力各向异性的“寄生不稳定性”被怀疑导致模式打破成湍流。我们的主要结论是：（i）镜不稳定性以这样一种方式调节压力各向异性，即一旦模式振幅变得大于背景场（就像在MHD中一样），无碰撞等离子体中的线性MRI是近似非线性解。这意味着无碰撞和碰撞MRI之间的差异在大幅度时变得不重要。(ii)大振幅MRI模式通过寄生不稳定性分解成湍流在无碰撞和碰撞等离子体中是相似的。总之，这些结论表明，在无碰撞等离子体中的磁旋转湍流的路线可能是类似的碰撞等离子体中，最近的动力学模拟所建议的。作为对这些发现的补充，我们为未来磁旋转湍流动力学模拟的设计提供了指导。
2017-11-14 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Multiwavelength Light Curves of Two Remarkable Sagittarius A* Flares
Sgr A* 是位于银河系中心的超大质量黑洞（SMBH），是X射线、近红外（NIR）和亚毫米（submm）辐射的可变源，因此是研究质量吸积流到黑洞和/或相关喷流上产生的电磁辐射的主要候选者。解开这种变化的电源和发射机制是一个核心的挑战，我们了解吸积流周围SMBH。同时对通量变化及其时间相关性进行多波长观测，可以在更好地了解可能的发射机制及其起源方面发挥重要作用。本文介绍了两个耀斑的观测结果，这两个耀斑都明显违反了以前建立的模式，在相对时间的亚毫米/近红外/X射线耀斑从Sgr A*。其中一个事件提供了近红外和亚毫米级通量增加之间的同时期结构的第一个证据，而第二个事件是亚毫米级/X射线/近红外通量增加序列的第一个例子，所有发生在~1 hr. Each这两个事件似乎颠覆了假设，一直是一些分析模型的基础上耀斑在Sgr A*。然而，不能排除这些事件，即使不寻常，只是巧合。这些观察结果表明，我们并没有完全理解的起源的多波长变异性的Sgr A*，并表明，有一个持续的和重要的需要长期的，协调的，精确的多波长观测的Sgr A*，以表征全范围的变异行为。
2018-07-19 astro-ph.HE
General-relativistic treatment of tidal $g$-mode resonances in coalescing binaries of neutron stars. II. As triggers for precursor flares of short gamma-ray bursts
在某些短的伽马射线暴中，观测到了在主事件发生前$\sim$秒出现的前兆耀斑。当轨道频率为几百赫兹时，这些耀斑可能与内旋的最后几个周期有关。在这些最后的周期中，潮汐力可以共振地激发吸气恒星中的准正常模式，导致其振幅迅速增加。已经表明，这些模式可以施加足够强的应变到中子星地壳煽动屈服。由于$g$ -模式的典型频率是$\sim 100\text{ Hz}$，它们与轨道频率的共振与前兆定时相匹配，因此需要进一步研究。采用现实的状态方程和解决的广义相对论脉动方程，我们研究了$g$模式的共振在合并准圆双星，在那里我们考虑不同的恒星自转速率，分层程度，和磁场结构。我们表明，对于某些恒星参数的组合，共振激发的$g_1$ -和$g_2$ -模式可能会导致地壳破裂和触发前兆耀斑。
2021-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Flaires: A Comprehensive Catalog of Dust-Echo-like Infrared Flares
该研究利用WISE光变曲线和贝叶斯块算法，从4000万个星系中编制了823个尘埃回波类红外耀发目录，证实其与潮汐瓦解事件相关，并首次初步估计了发生率随红移的演化。
2024-07-01 astro-ph.HE
Hard X-ray flares and spectral variability in NGC 4395 ULX1
利用最近的XMM-NEWTON观测，我们首次在附近的超亮X射线源（ULX）NGC 4395 ULX 1中探测到耀斑事件。耀斑发作的光谱比稳定的发射间隔，导致更高的分数变化在高能量的制度。一个薄的开普勒和一个薄的吸积盘提供了XMM-牛顿光谱的最佳拟合连续。所有的观测结果都显示出在$\sim 0.9$ keV附近有一个宽的驼峰状特征，这可能与混合发射线的集合有关，并通过与其他显示出类似特征的ULX进行比较，表明该ULX中存在风/外流。耀斑光谱对应于更高的薄盘温度，由于更高的质量吸积率下的对流占主导地位的吸积方案。不同通量状态下的光温（L-T）值均呈现正的变化趋势。当以幂律关系表征时，L-T曲线与分析数据的$L\propto T^2$和$L\propto T^4$关系大致一致。经验预测的超薄吸积盘的情况下，超爱丁顿吸积到恒星质量的紧凑对象是$L \propto T^2$，这是一个可能的情况下，ULX 1。耀斑事件的起源被理解为吸积速率的内在变化或在吸积盘内部区域存在可变的云团风。
2022-09-12 astro-ph.HE
Ohm's Law, the Reconnection Rate, and Energy Conversion in Collisionless Magnetic Reconnection
本综述聚焦无碰撞等离子体，基于第一性原理动力学模拟与星载观测，探讨了广义欧姆定律中非理想电场打破冻结通量条件引发磁重联的机制，重联率的确定方法，以及扩散区能量转换的诊断与建模。
2024-06-02 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Production and persistence of extreme two-temperature plasmas in radiative relativistic turbulence
湍流是激发无碰撞天体物理等离子体中电子和离子的主要过程，因此负责塑造它们的辐射特征（光度，光谱和可变性）。为了更好地理解无碰撞辐射等离子体受外部驱动的湍流的动力学性质，我们调查的粒子在细胞模拟的相对论等离子体湍流与外部逆康普顿冷却作用于电子。我们发现，离子不断升温，而电子逐渐冷却（由于辐射的净效应），因此离子与电子的温度比$T_i/T_e$随时间增长。我们发现，$T_i/T_e$是有限的，只有模拟的大小和持续时间（达到$T_i/T_e \sim 10^3$），表明没有有效的碰撞机制的电子-离子热耦合。这一结果对辐射效率低下的吸积流模型有影响，例如在银河系中心和M87中观察到的，所谓的具有$T_i/T_e \gg 1$的双温等离子体被用来解释它们的低光度。此外，我们发现，电子获得准热分布（由湍流粒子散射和辐射冷却的竞争决定），而离子进行有效的非热加速（获得比等效非辐射模拟更硬的分布）。有一个适度的非热人口的高能电子束间歇地在空间，时间和方向;这些电子束可以解释快速耀斑在某些高能天体物理系统（例如，银河中心（Galactic Center）这些数值结果表明，极端的双温等离子体可以产生和维持的相对论辐射湍流。
2020-07-23 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Bad prospects for the detection of giant stars' tidal disruption: effect of the ambient medium on bound debris
大多数大质量星系被认为在其中心包含一个超大质量黑洞，周围是稀薄的气体环境，导致没有显着的排放。在这些静止的星系中，潮汐破裂事件代表了对中心黑洞的强有力的探测方法。破裂后，恒星碎片演变成细长的气流，部分落回破裂点，并吸积到黑洞上，产生明亮的耀斑。使用的分析处理，我们调查的碎片流和气体环境的静止星系之间的相互作用。虽然我们发现动力学效应是可以忽略不计的，我们证明，开尔文-亥姆霍兹不稳定性可以导致溶解的流到周围的介质之前，它到达黑洞，可能会调暗相关的耀斑。这一结果对典型恒星磁场的存在和流内的快速冷却是鲁棒的。此外，我们发现，这种影响是加强破坏涉及更多的大质量黑洞和/或巨星。因此，虽然演化恒星的分裂被认为是质量为$\gtrsim 10^8 \, M_{\odot}$的黑洞的有用探测器，但我们认为相关的耀斑可能比预期的要暗。
2016-10-06 astro-ph.HE
Dual Jet Interaction, Magnetically Arrested Flows, and Flares in Accreting Binary Black Holes
本文通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，识别出并合双黑洞吸积流中两类涉及磁重联的电磁特征，即碰撞喷流合并和磁场吸积驱动热外流，并分析了磁阻停状态及喷流间歇性。
2025-09-21 astro-ph.HE
Fallback Accretion onto a Newborn Magnetar: short GRBs with Extended Emission
短伽马射线暴（SGRB）的一个子集在其高能光变曲线中表现出重新变亮，称为扩展发射。这些爆发有可能区分提出来描述SGRB的各种模型，因为任何模型都需要考虑扩展发射。在本文中，我们结合回退吸积到磁星螺旋桨模型和调查的形态变化回退吸积模型的光变曲线，并适合15个SGRB的余辉表现出扩展的发射从雨燕档案。我们已经在螺旋桨模型内的现有参数化的回退，并解决了磁盘质量和角频率的磁星随着时间的推移。然后，我们应用马尔可夫链蒙特卡罗程序来产生适合的数据。我们目前适合我们的扩展发射SGRB样本，形态和能量与Swift BAT和XRT望远镜提供的数据一致。从这些拟合得出的参数与磁星性质和回退吸积模型的预测是一致的。与以前的工作相比，回退吸积提供了一个显着的改善与延长发射SGRB的光变曲线的拟合，并可能在解释功能，如可变性，耀斑和长偶极高原发挥重要作用。
2017-06-15 astro-ph.HE
Tidal disruption event AT2020ocn: early-time X-ray flares caused by a possible disc alignment process
本研究分析 AT2020ocn 的多波段观测，用可变倾角细盘、逆康普顿成分及盘对齐中的 Lense-Thirring 进动解释早期 X 射线耀发，并约束黑洞质量。
2024-05-13 astro-ph.HE
Wind accretion: Theory and Observations
本文综述了HMXB的风吸积研究。我们专注于不同制度的准球形吸积到NS：超音速（邦迪）吸积，这发生在被捕获的物质迅速冷却下来，并以超音速下降到NS磁层，和亚音速（沉降）吸积时发生的等离子体保持热，直到它满足磁层边界。这两个区域被X射线光度的极限分开，大约为4 10^{36} erg/s。在亚音速吸积中，一个热的准球壳必须在磁层周围形成，而实际的吸积速率取决于等离子体由于瑞利-泰勒不稳定性而进入磁层的能力。两个制度的亚音速吸积是可能的，这取决于等离子体冷却机制（康普顿或辐射）附近的磁层。从康普顿冷却的高光度区到辐射冷却的低光度区（L_x < 3 \times 10^35 erg/s）的转变可能是在几个X射线天体（如船帆座X-1、GX 301-2和4U 1907+09）中反复观察到的“关闭”状态的开始。转变的触发可能是由于响应于吸积柱中的光学深度随着变化的光度而变化而在X射线束图案中的切换。在沉降吸积理论中，SFXT中观测到的明亮X射线耀斑（10^{38}-10 ^{40}尔格）可能是由磁化星风等离子体的零星捕获产生的。在足够低的吸积速率下，磁重联可以提高磁层等离子体进入速率，导致大量X射线光子的产生，强烈的康普顿冷却，最终导致整个壳层的不稳定吸积。一个明亮的耀斑在壳层中的自由落体时间尺度上发展，并且SFXT明亮耀斑中释放的典型能量对应于壳层的质量。
2014-07-14 astro-ph.HE
Orbital parameters of supergiant fast X-ray transients
超巨星快速X射线瞬变星（SFXT）是一类新的具有短X射线耀斑的高质量X射线双星。SFXT短耀斑的物理机制仍有待讨论。这种短耀斑的起源被认为是星风中的致密团块在中子星（NS）上的吸积过程。为了研究cluerous风场景的适用性，我们专注于吸积模式，取决于轨道参数。我们的目标是对SFXT的轨道参数施加限制。在一个简单的团簇风解析模型下，研究了吸积柱的尺寸克服团簇尺寸的条件。在$P_{\rm{orb}} - e$图中，SFXT的允许参数区域被限制在相对较窄的窗口中。具有大偏心率（$e \ga 0.4$）和中等轨道周期（$P_{\rm{orb}} \sim 10$ d）的双星系统倾向于显示SFXT的特征性周期性X射线爆发。我们证实，系统的长轨道周期超过100天，不能产生明亮的X射线耀斑在简单的cloudspeaker风的情况下。
2010-11-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion-powered flares from black hole-disk collisions in galactic nuclei
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究通过辐射后处理框架模拟黑洞-盘碰撞，揭示碰撞后流体在不同盘密度和碰撞速度下的光变曲线和能谱特征，发现长寿命超Eddington吸积流主导发光，且低速碰撞产生更明亮的耀斑，盘面密度影响能谱演变。
2026-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Beaming and rapid variability of high-energy radiation from relativistic pair plasma reconnection
我们报告的角分布的高能粒子和辐射产生的相对论性碰撞的电子-正电子对等离子体重联，使用二维粒子在细胞模拟的第一次研究。我们发现了一个强大的各向异性的粒子加速重联和相关的强光束的辐射。粒子和辐射的聚焦随着能量的增加而增加;从这个意义上说，这种“动力学聚束”效应与高能天体物理学中通常引用的相对论多普勒聚束有着根本的不同，在高能天体物理学中，所有的光子都被聚焦并以消色差的方式增强。我们还提出，第一次，同步辐射的建模所看到的外部观察者在重连过程中。预期的光变曲线包括几个明亮的对称子耀斑发射的高能粒子束扫过视线间歇性，并表现出超快的时间变化短约十分之一的系统光交叉时间。高能粒子集中在磁岛内部的致密区域和粒子的各向异性解释了快速的变化。这种重联的辐射特征可以解释蟹状星云和耀变体中伽马射线耀斑的亮度和变化。
2012-07-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Needle in a Haystack: Finding Supermassive Black Hole-Related Flares in the Zwicky Transient Facility Public Survey
该研究在 ZTF 公共警报中实时系统搜索 SMBH 相关瞬变，评估颜色、星暴后宿主等筛选策略的命中率与污染来源。
2023-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
GRMHD and GRRT Simulations of Black Hole Accretion: Flares, Precession, and Complex Spacetimes
Tsung-Dao Lee Institute（李政道研究所）
利用广义相对论磁流体动力学和辐射传输模拟，研究黑洞吸积的电磁信号，涵盖耀发、进动及非克尔和双黑洞时空。
2026-06-18 astro-ph.HE gr-qc
How important is non-ideal physics in simulations of sub-Eddington accretion onto spinning black holes?
吸积速率远低于爱丁顿速率的黑洞，被低密度、热的、几何厚度的吸积盘包围着。这包括由事件视界望远镜以亚视界分辨率拍摄的两个黑洞。在这些圆盘中，带电粒子之间库仑相互作用的平均自由程很大，吸积物质是一种几乎无碰撞的等离子体。尽管如此，数值模拟到目前为止模拟这些吸积流使用理想的磁流体力学。在这里，我们提出了第一个全球性的，广义相对论的，三维模拟的吸积流到克尔黑洞，包括最有可能影响磁盘的动力学的非理想效应：平行和垂直于磁场的压力之间的各向异性，以及沿磁场线的热通量。我们表明，对于标准和磁制动盘，压力各向异性是可比的磁压力，而热通量仍然动态不重要。尽管这种大的压力各向异性，然而，吸积流的时间平均结构是惊人的相似，在模拟治疗等离子体作为一个理想流体。我们认为，这些相似之处主要是由于粘性和磁剪切应力的可互换性，只要磁压力是小的相比，气体压力，并在磁制动盘的压力/粘性效应的次主导作用。最后，我们强调突出的问题，在模拟低碰撞吸积流的动力学。
2017-06-05 astro-ph.HE gr-qc
An X-ray flaring event and a variable soft X-ray excess in the Seyfert LCRS B040659.9-385922 as detected with eROSITA
本文利用eROSITA等多波段观测研究了Seyfert星系LCRS B040659.9-385922的X射线耀发与软X射线超出，通过AGNSED建模揭示了局部吸积率突增导致吸积盘与热康普顿化辐射变化的过程。
2024-09-24 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
Early Phase Detection and Coverage of Extragalactic and Galactic Black Hole X-ray Transients with the SKA
SKA的大视场和低频率下的高灵敏度将几乎完全覆盖河外和银河瞬变的非常早期的上升阶段，这些瞬变由于突然吸积到超大质量物质上而发生耀斑或爆发。（如潮汐破裂事件，TDEs）或恒星质量黑洞瞬变（例如黑洞LMXB），当它们的宽带发射被认为是在低光度下的喷流主导时，允许SKA成为第一个发现源并发出警报的设施-与未来X射线宽视场监测的灵敏度相比，另一方面，由于在TDE耀斑或瞬时爆发的上升阶段，质量吸积率的变化率非常大，SKA将能够覆盖非常大的质量吸积率范围，以及在持久黑洞系统中观测无法获得的变化率，这将塑造我们的理解盘喷流耦合吸积黑洞在非平稳吸积制度。
2015-01-19 astro-ph.HE
