快速旋转星体坍缩中直接黑洞形成的新准则

我们研究了快速旋转的相对论多极体（adiabatic index $\Gamma = 1.5$ 和 2）的引力坍缩，其中旋转参数 $q \equiv J/M^{2} > 1$，$J$ 与 $M$ 分别为总角动量与引力质量。在完全的相对论框架下进行研究。首先，分析初始质量和旋转参数在星体内部的分布，预测坍缩后的最终结果。随后，我们在假设轴对称和等向对称性的前提下进行完全的相对论数值模拟并确认了我们的预测。作为模拟结果，我们发现与先前的认知不同，即便是 $q > 1$ 的星体，坍缩仍会形成中心区域的种子黑洞，而该种子黑洞随后随着周围流体的吸积而生长。我们也发现种子黑洞的角动量和质量生长大致可由初始密度和比特制角动量的轮廓所决定。我们定义了中心区域的有效旋转参数 $q_{c}$，并提出一种新的黑洞形成准则：$q_{c} \alt 1$。澄清了我们结果与先前研究之间的可能原因。