黑洞-中子星双星并合。I. 方法与初步结果

我们使用三维相对论性SPH（光滑粒子流体动力学）代码研究低质量比的黑洞-中子星（BH-NS）双星系统的并合，采用$M_{NS}/M_{BH} \simeq 0.1$作为代表性案例。此类并合的结果敏感地依赖于黑洞自旋的大小及其倾角（即双星轨道相对于黑洞赤道面的倾斜角）。特别是，只有具有足够高的黑洞自旋参数$a$和足够低的轨道倾角的系统，才允许任何中子星物质在瓦解后逃逸或在黑洞视界外形成长寿命的盘。轨道倾角高于$\sim60^o$的双星并合会导致黑洞完全即时吸积整个中子星，即使是极端Kerr黑洞的情况也是如此。我们发现，在黑洞周围形成显著的中子星物质盘或环状结构，总是需要接近最大的黑洞自旋和并合前中子星轨道的低初始倾角。