坍缩星黑洞的形成机制——早期演化阶段

对大质量恒星演化的最新研究表明，一颗初始快速旋转且金属丰度足够低的恒星可以产生一个快速旋转的大质量恒星核，这可能是长软伽马射线暴（LGRBs）的前身。受这些研究的启发，我们通过执行完全广义相对论模拟，追踪了一个快速旋转的大质量恒星核坍缩成一个被巨大、高温吸积盘包围的“坍缩星”黑洞（BH）的过程。我们专注于坍缩的广义相对论动力学，并以定性方式处理相关的微观物理学。模拟一直进行到由黑洞和吸积盘组成的系统弛豫到准稳态。本研究发现的一个新颖机制是，在黑洞形成后，吸积盘内部形成了强激波。这些激波主要沿旋转轴传播，加热吸积盘并扫除旋转轴周围的物质，从而形成一个低密度区域。吸积盘的温度足够高，可以产生大量的中微子发射。所有这些特征表明，即使在没有强磁场的情况下，直接形成快速旋转的黑洞也是LGRBs的一个有希望的来源。