黑洞自转对低质量黑洞-中子星合并的影响

近期检测到 GW230529 表明黑洞-中子星合并可能涉及低质量黑洞，从而产生可检测的电磁信号。为此，我们针对 GW230529 推定的哈克质量进行 11 组完全广义相对论流体动力学模拟，分别包含和不包含中子子处理。我们系统性地将黑洞自转从 $a_{\mathrm{BH}} = 0.0$ 调至 $0.8$，步长为 $0.1$，目前是对黑洞-中子星合并自转效应最全面的研究。我们确认了此参数区间早期高速 ejecta ($v \geq 0.6\,c$) 的先前发现，并展示出明确的自转依赖性，快速 ejecta 质量在 $a_{\mathrm{BH}} = 0.8$ 时可达 $\qty{\sim e-3}{\Mass\Sun}$。更值得注意的是，我们首次在黑洞-中子星合并中识别出螺旋波驱动的 ejecta —— 这一现象此前仅在二进制中子星系统中报道过。该组成分质量随自转显著增大，最高可达 $\qty{\sim 7e-3}{\Mass\Sun}$。这些结果建立了一种新的自旋转增机制，为黑洞-中子星合并产生蓝色 kilonova 辐射提供了显著的系统范围扩展，大幅增加了预期可观测电磁信号源的范围。