倾旋进入间隙：从端到端 GRMHD 模拟看 GW231123 的直接-视界坍缩机制

GW231123 是目前观察到的最重的二体黑洞（BH）合并事件，涉及的组成 BH 质量位于配对-稳定质量间隙内且拥有异常高的自旋。这挑战了标准形成通道，如经典星体演化和层级合并。然而，星体自旋和磁场——在此前的模型中尚未系统性地纳入——可以显著影响 BH 的属性。我们present首个自洽模拟，跟踪一颗质量为 $250 M_\odot$ 的低金属银河星从 4He 核燃烧、坍缩、BH 形成，以及事后 BH 吸积的整个过程。我们展示，受自旋和磁场作用，在配对-稳定质量间隙之上坍缩，驱动大量质量通过盘状风和喷流失去，从而实现在质量间隙内形成高度自转的 BH，并揭示了 BH 自旋-质量相关性。强磁场通过磁驱动喷流从 BH 提取角动量，进而抑制吸积，导致在质量间隙内形成的 BH 自旋较慢。相比之下，磁场较弱的星体允许近乎完整的坍缩，使 BH 自旋达到 $a\approx1$。我们指出，低金属、适度磁场的质量较大的星体自然产生的 BH 质量和自旋符合 GW231123 推断的值，也与 GW190521 的观测结果一致。这些喷流可能赋予 BH 推力，导致自旋-轨道错位并扩大坍缩后轨道，延迟合并。坍缩期间释放的喷流可能驱动短暂的高亮度喷流，类似于最 energetic 的 $\gamma$-射线暴，为早期宇宙中此类事件的观测标志提供了可能性。