高吸积黑洞与伽玛射线暴

当前多种伽玛射线暴 (GRB) 模型均暗示其共同的引擎 —— 质量为几倍太阳质量的黑洞，以每秒 0.01 至 10 太阳质量的速率从盘中吸积物质。我们运用相对论盘吸积的数值模型，研究了这些高速率下的稳态吸积。对于吸积率大于约 0.01 太阳质量每秒的情形，在半径约为 10^8 cm 处，存在一种全局的平衡功率状态：主要由对核子的成对捕获导致的中子子损失与耗散相平衡。释放的中子子能量小于且在低吸积率情况下远小于最大效率因子 (无旋转时为 0.057；极 Kerr 旋转时为 0.42) 乘以 Mdot c^2 的值。沿旋转轴通过中子子湮灭产生的成对火球效率被计算得到，结果显示其高度可变且对吸积率极其敏感。在某些较高吸积率下，可达数百分之几；当吸积率小于 0.05 太阳质量每秒时，其几乎为零。我们也估算了 Blandford-Znajek 机制从黑洞提取旋转能量的效率。结合这些结果，讨论了 various GRB 模型的可行性，并探索了结果对盘黏性、黑洞旋转率和黑洞质量的敏感性。各种 GRB 能量范围似乎不可避免，高吸积黑洞系统通过中子子湮灭可解释至 10^52 erg 的暴击现象；更大的能量可能在有光束系统中被推断。