Σχετικιστικοί μαγνητισμένοι κοσμικοί πίδακες

Abstract

The present Thesis analyses the phenomenon of the Relativistic Magnetohydrodynamics Jets that appear at the astrophysics with special focus on the Long GRB and the Collapsar Model. The jets under investigation belongs at the usual astrophysical limit of the steady state outflows which is the main framework under which analytical and semi-analytical can be applied in order to find solutions and built the corresponding models. Our aim is the description of the Rarefaction Phenomenon which is being performed for two spatial symmetric topologies. The investigation of the planar problem provides an in depth insight of the physics involved, while the solutions obtained stands also independently as the generalization of the solutions already appearing in the literature for both newtonian as also for relativistic hydrodynamic outflows.The axisymmetric outflows are the final target of our study and the integration of the equations obtained is performed through the development of an algorithmic schema based on the characteristic curves of the equations. The consistency with the results of the planar symmetric model, as also with the available numerical simulations, provides a significant verification of the solutions derived. The comparison with the observational data motivates further successful applications.

Η παρούσα διατριβή αναλύει το φαινόμενο των Σχετικιστικών Μαγνητοϋδροδυναμικών Πιδάκων που εμφανίζονται στην Αστροφυσική με έμφαση στις Long GRB και το μοντέλο του Collapsar. Οι πίδακες υπό μελέτη εμπίπτουν στο σύνηθες αστροφυσικό όριο των στάσιμων εκ-ροών που αποτελεί και το κεντρικό πλαίσιο στο οποίο μπορούν να χρη-σιμοποιηθούν αναλυτικές και ημι-αναλυτικές μέθοδοι ώστε να βρεθούν λύσεις και να αναπτυχθούν τα αντίστοιχα μοντέλα. Κεντρικό ζητούμενο η περιγραφή του φαινομένου της Αραίωσης η οποία επιτελείται σε δύο γεωμετρίες. Η θεώρηση του επίπεδου προβλήματος επιτρέπει την εις βάθος εξέταση της φυσικής του φαινομένου, ενώ οι λύσεις αυτές μπορούν να σταθούν αυτόνομα ως η γενίκευση των αντίστοιχων υδροδυναμικών λύσεων της βιβλιογραφίας που αναπτύχθηκαν τόσο για τις νευτώνειες όσο και για τις σχετικιστικές εκροές.Οι αξισυμμετρικές εκροές αποτελούν το τελικό αντικείμενο της μελέτης η ολοκλήρωση των οποίων επιτυγχάνεται με την ανάπτυξη ενός αλγοριθμικού σχήματος που στηρίζεται στις χαρακτηριστικές καμπύλες του συστήματος. Η συμφωνία με τα αποτελέσματα του επίπεδου μοντέλου καθώς και με τις ως τώρα προσομοιώσεις αποτελούν σημαντική επιβεβαίωση των λύσεων. Η σύγκριση με τα παρατηρησιακά δεδομένα και η δίνει το έναυσμα για περαιτέρω πετυχημένες εφαρμογές.