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从零开始的喷流:长型伽马射线暴喷流的三维涡旋源

高能天体物理现象 2026-05-14 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

长型伽马射线暴喷流所需的大尺度径向磁场来源尚存疑问。虽然此类磁场可能在原球核( PNS )坍缩期间被继承,但该过程的效率尚不明确,故亟需一种内在机制,利用恒星差分旋转产生的主要为环形磁场,生成径向磁场。本文首次提出一种以环形磁场轮廓贴近坍缩前恒星模型的三维广义相对论磁流体力学喷流模拟。当盘中环形磁场力学上重要时,涡旋被激发,产生于约 O(100)\mathcal{O}(100) 引力半径处的连贯径向磁环,随后沿可能偏离盘中面路径向内输运。所得径向磁场穿过黑洞(BH),并在秒级时间尺度上发射高度可变、摆动的相对论喷流,其喷发取决于初始磁场及等离子体圆化半径。尽管喷流高度可变且与BH自转轴不一致,但可达 1050\gtrsim 10^{50} erg s1^{-1},相当于长型伽马射线暴(LGRB)所推测的能量。我们识别出由随机涡旋驱动的磁通翻转,导致纹理化喷流形成,这些结果可能在LGRB光度曲线中留下痕迹。这些结果表明,吸积盘涡旋为跨越广泛 progenitor 类型的喷流提供了可靠的生成途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.12931,
  title  = {Jets from Scratch: A 3D Dynamo Origin of Long Gamma-Ray Burst Jets},
  author = {Ho-Sang Chan and Ore Gottlieb and Jonatan Jacquemin-Ide and Matteo Cantiello and Mathieu Renzo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.12931},
  year   = {2026}
}

备注

22 pages, 8 figures, submitted to APJL