盘/喷流系统的GRMHD模拟：应用于坍星模型的γ射线暴内部引擎

我们进行了二维和三维广相对论磁性流体力学模拟，模拟了沿 Kerr 黑洞轨道的吸积盘自洽喷射的喷流，并将结果应用于γ射线暴坍星模型的内部分析。吸积流从吸积盘的轴向狭缝区域自洽喷射出高能喷流，同时也会喷射出大量的冠状风。喷流特征为极其热、超相对论气体的节理状结构；这些节理中的气体在靠近内部引擎时初始速度适中，随后在轴向狭缝中受洛伦兹力加速至超相对论速度（洛伦兹因子可达50甚至更高）。喷流速度的提升发生在一个延伸至至少数百个引力半径的加速区内。喷流的总体能量学强烈依赖于黑洞的自旋参数，高自旋黑洞产生的最高能量和质量通量显著更大。此外，对于高自旋黑洞，超相对论外流在距离黑洞几百个引力半径内被圆柱状准直，而在零自旋情况下，喷流保持约16度的恒定开口角。模拟还显示，尽管冠状风虽然速度较慢且温度较低于喷流，但仍携带了大量质量和能量。当模拟数据按坍星的物理尺度进行比例缩放时，喷流持续运行时间范围为0.1至1.4秒，直至吸积盘耗尽，释放$10^{48}$至$10^{49}$ erg的能量。