坍缩星情景中的外流能量与黑洞自旋演化

我们首次通过全广义相对论的轴对称中微子辐射磁流体力学模拟来探究长伽马射线暴的坍缩星情景。本文特别关注外流能量与黑洞自旋的演化。我们表明，对于初始给定的强磁场且场型对齐的情形，在吸积盘和环形成之前，喷流由磁流体力学效应启动；喷流启动后，物质向黑洞的吸积被强磁压阻止，导致黑洞因Blandford-Znajek机制而自旋减慢。自旋减慢时标强烈依赖于初始给定的磁场强度，因为黑洞视界上的磁场强度（由喷流启动时的质量下落率决定）强烈依赖于初始条件，尽管总喷流外流能量看似巨大 $>10^{53}$ erg，且仅弱依赖于初始场强与构型。对于磁场构型不适宜快速喷流启动的模型，会形成环，经长期磁场放大后喷流方可启动。此情形下，物质向黑洞的吸积在喷流启动后仍在继续，未发现黑洞自旋减慢。我们还发现，喷流启动常伴随整个恒星的剧烈爆发，其爆发能量量级为 $10^{52}$ erg，由磁流体力学效应所致。我们讨论了早喷流启动模型能量过剩的问题。