旋转大质量恒星坍缩成黑洞的磁流体力学模拟

我们进行二维、轴对称的磁流体力学模拟，研究 40 倍太阳质量的旋转恒星坍缩成黑洞的过程，基于'坍缩模型'解释伽玛射线暴。我们考虑两种角动量分布，最大至 $\sim 10^{17}$ cm$^2$/s，并施加均匀垂直磁场，研究黑洞周围吸积盘的形成及喷流的产生。当物质携带足够的角动量到达黑洞后，吸积盘在弱冲击表面内形成。当恒星坍缩前的磁场小于 $10^{10}$ G 时，吸积盘可达到准稳态。我们发现，即使中心核心转速不如此前假设的快，喷流仍可由磁场驱动，只要外层恒星具有足够的角动量。磁场主要通过压缩和缠绕效应在吸积盘内部被放大。磁场通过阿尔弗顿波沿着靠近黑洞的内边界传播至极地区域，最终驱动喷流。准稳态吸积盘并非耗散主导型吸积盘，而是由 neutrino 冷却支配的吸积盘。吸积盘的质量吸积率大于 0.01 太阳质量/秒且伴随大幅波动。吸积盘对 neutrino 透明。靠近黑洞的稠密吸积盘部位以恒定速率 $< 8 \times 10^{51}$ erg/s 发射 neutrino。相较于超新星爆发后的 neutrino 辐射，neutrino 亮度更小。