白矮星-中子星双星对头碰撞：完全广义相对论模拟

我们在完全广义相对论中模拟了从大间距静止状态开始的白矮星-中子星双星(WDNS)对头碰撞。我们的研究是对圆形轨道WDNS双星问题分析的前奏。我们聚焦于总质量超过冷简并星所能支撑最大质量的致密双星，目标是确定此类系统的最终命运。由于涉及动力学时标和长度尺度的巨大范围，对真实WDNS对头碰撞进行完全广义相对论流体动力学计算是不可行的。因此，我们构建了一个状态方程(EOS)，它捕捉了NS的主要物理特征，同时按比例缩小了WD的尺寸。我们称这些按比例缩小的WD模型为“伪白矮星(pWD)”。利用pWD，我们可以通过一系列模拟来研究这些系统，其中pWD的尺寸逐渐向真实情况增大。我们进行了两组模拟：一组在pWD固定时研究NS质量对最终结果的影响。另一组在pWD质量和NS固定时研究pWD致密性对最终结果的影响。所有模拟都显示，初始总静质量的14%-18%逃逸至无穷远。所有残余质量仍然超过我们冷EOS所能支撑的最大静质量(1.92个太阳质量)，但没有一个案例导致立即坍缩成黑洞。这一结果的出现是因为最终构型是热的。所有案例都演化为球对称的准平衡构型，由一个冷的NS核和周围的热幔组成，类似于Thorne-Zytkow天体。将我们的结果外推到真实WD致密性，我们预测一个真实的、大质量WDNS系统发生对头碰撞的可能结果将是形成一个准平衡的类Thorne-Zytkow天体。