用于球对称恒星坍缩成中子星和黑洞的新型开源代码
摘要
我们介绍了新的开源球对称广义相对论(GR)流体动力学代码GR1D。它基于Romero-Ibanez-Gourgoulhon提出的GR流体动力学(GRHD)欧拉公式，并采用径向规范、极切片坐标，其中3+1方程大大简化。我们使用有限体积格式离散GRHD方程，采用分段抛物重构和近似Riemann求解器。GR1D旨在模拟恒星坍缩成中子星和黑洞，并将作为测试平台用于将建模技术纳入多维GR代码。其GRHD部分与各种表格形式的有限温度微观物理状态方程耦合，我们随GR1D提供这些方程。还包括并描述了坍缩阶段的近似脱轻子化方案和反弹后的中微子泄漏/加热方案。我们还推导了1D中有效旋转的方程并在GR1D中实现。我们展示了一系列标准测试计算，并展示了如何将简单解析状态方程与恒星演化计算的前超新星模型结合，用于研究失败的旋转核心坍缩超新星中黑洞形成的定性方面。此外，我们使用微观物理状态方程和中微子泄漏/加热，对一个40太阳质量零年龄主序星的前超新星模型中的失败核心坍缩超新星和黑洞形成进行了模拟。我们发现黑洞形成时间（在20%以内）和最后稳定原中子星质量（在10%以内）与全Boltzmann中微子辐射流体动力学模拟的预测吻合良好。
引用
@article{arxiv.0912.2393,
title = {A New Open-Source Code for Spherically-Symmetric Stellar Collapse to Neutron Stars and Black Holes},
author = {Evan O'Connor and Christian D. Ott},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.2393},
year = {2015}
}
备注
25 pages, 6 figures, 2 appendices. Accepted for publication to the Classical and Quantum Gravity special issue for MICRA2009. Code may be downloaded from http://www.stellarcollapse.org Update: corrected title, small modifications suggested by the referees, added source term derivation in appendix.