GRB 余辉阶段的 AMRVAC 与相对论流体动力学模拟

我们应用了新型自适应网格细化代码 AMRVAC，数值探讨了相对论薄壳与周围冷 Interstellar Medium（ISM）相互作用中的各种演化阶段。我们分别对 1D 各向同性以及 full 2D jetlike fireball 模型进行研究。这与 Gamma 射线暴（GRB）相关，我们展示了，由于 AMR 策略，能够分辨被冲击薄壳-ISM 混合物的内部结构，这将在 GRB 余辉中留下痕迹。我们确定了从初始洛伦兹因子 $\gamma=100$ 到接近牛顿 $\gamma\sim{\cal O}(2)$ 阶段的减速过程。我们展示了轴对称 2D 薄壳演化，2D 范围由其初始开口角特征化。在此类 jetlike GRB 模型中，我们讨论了与 1D 各向同性 GRB 等价模型之间的差异。主要源于由热力学引起的薄壳和冲击 ISM 区域的横向膨胀。我们发现，传播的 2D 超相对论薄壳并未吸收其初始开口角内全部周围介质。部分 ISM 物质被向外推，形成宽泉冲击配置，伴随细薄薄壳尾随的涡旋流动模式。 resulting shell 的减速与各向同性 GRB 模型截然不同。只要横向薄壳膨胀仅源于弹性扩散，各向同性和 2D 模型完全一致。当热力学引起的膨胀最终导致显著更高的横向速度时，2D 薄壳会与更多 ISM 物质相互作用并较其各向同性模型更早减速。