广义相对论下潮汐撕裂的磁流体力学模拟

我们对一颗 $0.1\,M_\odot$ 红矮星以紧密（撞击参数 $\beta=10$）椭圆（离心率 $e=0.97$）轨道接近一个 $10^5\,M_\odot$ 非旋转大质量黑洞时的潮汐撕裂进行了流体与磁流体广义相对论模拟。我们追踪了碎屑的自相互作用、圆化以及伴随的通过黑洞视界的吸积。我们发现相对论性进动导致自交叉激波的形成。耗散的动能加热了入射碎屑并高效产生准球状外流。自相互作用因流动对自身的反馈而被调制。碎屑迅速形成一个厚的、几乎边际束缚的盘，其在多个轨道周期内保持湍流。最初，通过黑洞视界的吸积源于自相互作用，而在后期阶段则由最初在激波区域抛出的碎屑主导，因为它逐渐落回黑洞。碎屑盘中的有效粘度源于原始的流体动力学湍流，其压倒磁性分量。辐射效率非常低，因为穿过视界的气体能量较低且大光学深度导致光子俘获。