中子星扩散层可压缩浅层水动力学的数值方法
高能天体物理现象
2025-05-08 v2
摘要
正在盘状吸积的弱磁化中子星（NS）应释放约其功率的一半，位于称为吸积边界层的紧凑区域。吸积物的纬向扩散和高效辐射冷却 justify 该流动接近可视为中子星表面上的二维扩散层（SL）。SL的数值模拟具有挑战性，因为其几何为曲面且问题为亚声速。我们发展了一种新的二维水动力学代码，该代码在任意不规则网格上对球面采用二阶MUSCL格式结合HLLC+黎克求解器。该代码适用于 Mach数达5-10。通过添加守恒变量的源项和汇项，我们模拟了在球形NS上进行恒定速率吸积。吸积早期，赤道区域的加热触发对流不稳定性，导致纬向快速混合。该不稳定性的一个结果是形成以刚性身体旋转的两臂“网球球”模式。对于高倾斜观察者而言，其对光曲线的贡献表现为高质量因子准周期振荡模式，其频率明显小于SL中物质旋转频率。其他在模拟光曲线中看到的变动模式可能与低方位数Rossby波相关。
引用
@article{arxiv.2412.00867,
title = {Numerical approach to compressible shallow-water dynamics of neutron-star spreading layers},
author = {Aleksandr Rusakov and Pavel Abolmasov and Omer Bromberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00867},
year = {2025}
}
备注
Updated submission to ApJs