坍缩星伽马射线暴将其黑洞自旋磨至停滞

大质量恒星中心新形成黑洞（BH）的自旋因其初始值演化，源于两个竞争过程：增加自旋的气体角动量吸积，以及减少自旋的 outflows 对BH角动量的抽取。最终，平衡态自旋由两过程的平衡决定。为使BH能够发射相对论性喷流并驱动 $\gamma$ 射线暴（GRB），BH磁场需在动力学上重要。因此，我们考虑由磁囚禁盘（MAD）驱动BH自旋演化的情形。通过将Lowell等人（2023）的半解析MAD黑洞自旋演化模型应用于坍缩星，我们表明若BH吸积其初始质量的 $\sim 20\%$，其无量纲自旋不可避免地达到小值，$a \lesssim 0.2$。对于此类自旋，以及由坍缩星模拟推断的质量吸积率，我们表明半解析模型重现了典型GRB喷流的能量学，$L_{\rm jet}\sim10^{50}\,\,{\rm erg\,s^{-1}}$。我们表明半解析模型重现了典型GRB喷流近乎恒定的功率。若MAD起始延迟，则允许在GRB光度分布高端出现强喷流，$L_{\rm jet}\sim10^{52}\,\,{\rm erg\,s^{-1}}$，但最终自旋仍低，$a \lesssim 0.3$。这些结果与双黑洞并合引力波探测推断的低自旋一致。在 companion paper（Gottlieb等人，2023）中，我们利用GRB观测将原生BH自旋约束为 $a \simeq 0.2$。