特殊相对论磁流体动力学中慢速旋转坍缩星的长期演化

我们展示了基于伽马射线暴（GRB）坍缩星模型，对旋转大质量恒星坍缩进行的二维磁流体动力学（MHD）模拟的数值结果。受近期GRB前身星演化计算推动，我们关注的中心核心角动量低于以往大多数研究采用的数值。通过执行包含现实状态方程和中微子冷却的特殊相对论模拟，我们跟踪了慢速旋转坍缩星前所未有的长期演化（约10秒），同时伴随喷流和吸积盘的形成。我们的结果表明，对于作为坍缩星的GRB前身星，存在一个临界初始角动量，低于该值时物质迅速被中心天体吞噬，不会形成吸积盘和MHD外流。当角动量大于该临界值时，我们发现MHD喷流通过以下两种方式发射。对于初始磁场较强的模型，吸积盘内增强的磁压可以驱动MHD外流，产生类似“磁塔”（II型）的强磁爆炸。对于初始磁场较弱的模型，磁塔首先停滞，随后由吸积物质从赤道到极区的最终流入产生MHD外流（I型）。无论I型还是II型，喷流仅能达到亚相对论速度，爆炸能量小于$10^{49} \erg$，这可能与X射线闪有关。由于盘内中微子的高不透明度，我们发现$\nu_e$和$\bar{\nu}_e$的光度几乎相当，这有利于提高能量沉积率。