广义相对论下的磁氣螺旋传输：基本公式与中子星合并的应用

发生在天体物理系统中的动力学过程十分常见。在相对论天体物理系统中，如信使盘围绕黑洞或中子星，可能严重影响驱动风暴和喷流，这些喷流可为电磁辐射提供能量。动力学过程由若干微观参数控制，其中一位者是磁螺旋。作为非电阻性等离子体中守恒量，磁螺旋在系统中进行输运。螺旋守恒的一个重要含义是，在螺旋流束不存在时，某些均匀动力学可以被压制，可能影响磁场的大尺度演化。计算磁螺旋的主要挑战在于需要固定有意义的电磁量纲。本文提出了基于Berger & Field和Finn & Antonsen的相对螺旋概念，构建中性相对论等离子体中磁螺旋传输的完全协变量公式。该公式在Maxwell方程和Einstein方程的量纲变换下分别保持不变。作为该新公式的应用，我们首次分析了两颗中子星合并期间的磁螺旋传输。我们展示了在恒星合并残留物的外层存在全局螺旋流束，这可能影响这些区域随后大尺度动力学放大。