坍缩星的一般相对论磁性流体力学模拟

我们进行了 2.5 维的一般相对论磁性流体力学 (MHD) 模拟，模拟磁性旋转巨型恒星的引力坍缩作为伽玛射线暴 (GRB) 的模型。当前计算侧重于一般相对论 MHD 带简化微物理学（我们忽略中子冷却、实际状态方程和光裂变）。最初，我们假设该恒星的核心坍缩失败。在计算中人为插入少量 $M_{\odot}$ 的黑洞。本文中的模拟跟随气体进入假设在计算开始前已形成的黑洞的吸积过程。模拟结果显示环形结构的形成和在核心弹射冲击波内部产生喷流。我们发现喷流由磁压和离心力加速，并由通过旋转放大的扭曲磁场以及准直磁场的几何效应所压制。喷流的最大速度为轻度相对论速度 (0.3c)。随着初始恒星物质的旋转速度加快，喷流的速度也随之增大。另一方面，对于初始磁场强度的依赖稍微复杂一些：喷流速度在弱磁场 regime 下随初始场强增大，然后在某些中间场强度处饱和，最终在临界场强度以上减小。这些结果与通过阿尔芬波传递时间与盘（或扭曲时间）之旋转时间之间的平衡所决定的存储磁能有关。