NADA：一种研究黑洞周围自引力环的新代码
广义相对论与量子宇宙学
2009-02-23 v2
摘要
我们提出了一种名为 Nada 的新型二维数值代码，旨在求解耦合了广义相对论流体力学方程的全爱因斯坦方程。该代码主要用于研究黑洞周围的自引力吸积盘（或环），尽管它也适用于规则时空。在技术方面，爱因斯坦方程在代码中采用标准 3+1 (ADM) 系统的表述（即所谓的 BSSN 方法）进行公式化和求解。该代码的一个关键特征是，时空演化方程中的导数项使用四阶中心有限差分近似计算，并结合 Cartoon 方法在笛卡尔坐标系下施加轴对称条件（Nada 中的选择），同时采用 puncture/moving puncture 方法进行黑洞演化。相应地，广义相对论流体力学方程写成通量守恒形式，并用高分辨率激波捕捉格式求解。我们执行并讨论了一系列测试以评估代码的精度和预期收敛性，包括（单个）黑洞演化、激波管、平衡态球对称和旋转相对论恒星的演化，以及导致黑洞形成的球对称相对论恒星的引力坍缩。此外，为该代码的具体应用铺平道路，我们还展示了由处于平衡态的自引力环包围的黑洞所组成系统的全广义相对论数值模拟结果。
引用
@article{arxiv.0805.3099,
title = {NADA: A new code for studying self-gravitating tori around black holes},
author = {Pedro J. Montero and Jose A. Font and Masaru Shibata},
journal= {arXiv preprint arXiv:0805.3099},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 14 figures, accepted for publication in Phys. Rev. D