将BAM代码的基础设施扩展到电阻性广义相对论磁流体动力学:测试与首次应用
高能天体物理现象
2026-07-13 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
许多天体物理现象,包括脉冲星和短伽马射线暴,都与中子星和中子星并合中存在的极强磁场有关。虽然假设无限电导率的理想磁流体动力学近似为中子星内部提供了极好的描述,但它无法捕捉诸如欧姆耗散和磁重联等非理想过程。为了克服这一限制,我们提出了数值相对论代码BAM的扩展,该扩展包含了电阻性广义相对论磁流体动力学(GRMHD)描述。我们通过一套广泛的狭义相对论磁流体动力学基准测试以及对孤立和中子星双星系统的稳定模拟来验证新的实现。对于后者,我们研究了有限电导率对磁场放大、质量抛射和非理想GRMHD效应的影响。特别是,我们发现平行于磁场的电场分量(在理想情况下为零)可以达到总电场强度的10%。这凸显了非理想效应对于精确模拟并合后遗迹长期演化(尤其是在低密度区域)的潜在重要性。尽管目前的研究仅限于简化的分段多方状态方程,但它展示了新的电阻性GRMHD框架的能力,并为未来采用更真实微观物理的研究铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2607.11670,
title = {Extending the infrastructure of the BAM code towards resistive general-relativistic magnetohydrodynamics: tests and first applications},
author = {Matthew Beaudoin and Maximilano Ujevic and Ramon Jaeger and Anna Neuweiler and Henrique Gieg and Kenta Kiuchi and Tim Dietrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.11670},
year = {2026}
}
备注
27 pages, 28 figures