相对论性喷流在外部介质中的传播

相对论性喷流在包含致密天体的天体物理系统中普遍存在。它们将大量能量输送到远离源的地方，并且与周围介质的相互作用对系统的演化具有关键影响。喷流的传播以喷流前端形成耗散其能量的激波“头部”以及包围喷流并可能使其准直的“茧”为特征。我们在此提出一个自洽的解析模型，该模型追踪喷流及其茧的演化，并描述它们的相互作用。我们表明，决定喷流-茧系统性质的关键参数是喷流能量密度与周围介质静质量能量密度之间的无量纲比值。该参数与喷流注入角一起，也决定了喷流是否被茧准直。该模型适用于所有尺度上的相对论性、无磁化喷流，并可用于确定活动星系核喷流以及伽马射线暴或微类星体中的条件。它表明，活动星系核和微类星体喷流由于与周围介质的相互作用而被流体动力学准直，而伽马射线暴喷流只能在恒星内部被准直，一旦突破恒星就会变得非准直。