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黑洞周围吸积盘:动力学演化、经纬循环与伽马射线暴

天体物理学 2009-11-07 v1

摘要

我们研究了由中子星被黑洞在二进制系统中破裂形成的大质量吸积盘的流体力学演化。初始条件取自3D合并二进制的计算结果。假设具有azimuthal对称性,我们沿着时间依赖的盘结构进行了0.2秒的跟踪。我们采用理想气体状态方程,假设所有耗散能量都以辐射形式释放。盘由于以alpha定律建模的粘性应力而演化。我们研究了盘结构以及在整个计算过程中建立并持续存在的强烈经纬循环。这些包括在赤道平面上的强烈外流,接近盘表面时方向反转并在吸积体上汇聚。在GRB背景下,我们估计了系统通过中微子和磁力主导机制释放的能量,发现分别可达10^52erg和10^51erg,在估计的0.1-0.2秒时间尺度上。中微子-反中微子湮灭可能只能产生来自脉冲能量输入的暴射(湮灭亮度随时间t^(-5/2)缩放),因此无法解释复杂光曲线中大部分暴射。然而,约0.1-0.25太阳质量的气体质量存活在轨道碎片中,使得在密集物质中足够长时间锚定强大的磁场(约10^16高斯),以为短时GRB提供动力。我们还研究了黑洞缓慢吞噬剩余盘的持续能量注入,并讨论了其对GRB余辉辐射的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0206011,
  title  = {Accretion disks around black holes: dynamical evolution, meridional circulations and gamma ray bursts},
  author = {William H. Lee and Enrico Ramirez-Ruiz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0206011},
  year   = {2009}
}

备注

Accepted for publication in ApJ, 30 pages, 7 figures