双中子星并合中磁星引擎对短伽马射线暴与千新星的驱动

我们通过三维（3D）动力学时空广义相对论（GR）磁流体力学（MHD）模拟，研究了磁场对双中子星（BNS）并合遗迹演化的影响。我们演化了一个具有初始极向磁场的并合后遗迹，分辨由剪切流驱动的磁湍流，并采用微观有限温度状态方程（EOS）。模拟还包含了能够捕捉总体能量与轻子数交换的中微子泄漏方案。我们发现，超大质量中子星（HMNS）中由磁旋转不稳定性（MRI）诱发的湍流将磁场放大至超过磁星强度（$10^{15}\, \mathrm{G}$）。该超强环向磁场能够从HMNS发射相对论性喷流。我们还发现了一股磁化风，以 $\dot{M}_{\mathrm{ej}} \simeq 1 \times10^{-1}\, \mathrm{M_{\odot}\, s^{-1}}$ 的速率抛射富中子物质。模拟中总抛射物质量为 $5\times 10^{-3}\, \mathrm{M_{\odot}}$。这使得HMNS的抛射物成为BNS并合中的重要组分，也是能够驱动千新星的$r$过程元素的潜在来源。在我们最高分辨率的模拟中，HMNS喷流达到的终端洛伦兹因子为 $\sim 5$。中微子冷却阻止吸积盘突入极区，辅助了该喷流的形成。由于喷流中的中微子对湮灭与辐射过程（未包含在模拟中）将进一步提升喷流洛伦兹因子，我们的模拟表明BNS并合中形成的磁星是短伽马射线暴（sGRBs）的可行引擎。