合并与坍缩致密天体的电磁功率

[删节版]电磁辐射可以作为合并的前兆、中子星坍缩期间的瞬时辐射以及最终黑洞的自旋减速阶段产生。我们证明轴对称无力磁场的时间演化可以用双曲型Grad-Shafranov方程表示。我们发现了在Schwarzschild几何中由自旋和坍缩中子星驱动的磁层的精确非线性时间依赖分裂单极子结构。基于这一解，我们认为中子星坍缩成黑洞的过程是平滑的，不会自然形成开放场线上的电流片或其他耗散结构，因此不允许磁场与恒星断开并逃逸到无穷远。因此，只要一个孤立的Kerr黑洞能够产生等离子体和电流，它就不会失去其开放磁场线，其磁层结构演化为分裂单极子，并且黑洞通过电磁方式自旋减速。假设外部介质为真空的“无毛定理”在这种情况下不适用：高导电等离子体引入了一个拓扑约束，禁止磁场线与黑洞断开。最终，一次随机的大尺度自发重联事件将导致磁场释放，永久关闭电磁黑洞引擎。我们还讨论了短伽马射线暴的本质，并认为长暴和短暴早期余辉性质的相似性可能与以下事实有关：在这两种情况下，自旋黑洞可以保持磁场足够长的时间，以提取其大部分旋转能量，并通过风中的内部耗散产生高能辐射。