广义相对论磁流体力学代码的开发及其在长伽马射线暴中心引擎中的应用

为了研究长伽马射线暴（GRB）前身星中心相对论性喷流的形成，我们开发了一个二维广义相对论磁流体力学（GRMHD）代码。我们展示了该代码通过了多项著名的测试计算，从而确认了其可靠性。然后，我们使用一个真实的前身星模型对坍缩星进行了数值模拟。结果表明，从前身星中心发射出了喷流。我们还发现，喷流发射后的质量吸积率表现出快速的时间变化，类似于典型GRB的时间轮廓。喷流的结构与先前研究相似：一个坡印廷通量喷流被一个漏斗壁喷流包围。即使在模拟的最后阶段，喷流的体洛伦兹因子仍然较低，喷流的总能量也仅为10^48尔格。然而，我们发现喷流底部的能量通量每单位静质量通量高达10^2。因此，我们得出结论，当喷流向外传播时，其体洛伦兹因子可能很高。结果表明，在极区附近的视界处存在向外的坡印廷通量，这证明了Blandford-Znajek机制在起作用。然而，我们得出结论，喷流主要是由引力坍缩和黑洞周围的较差自转所放大的磁场发射的，而非Blandford-Znajek机制。