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普朗克黑洞被捕获于中子星:广义相对论中的数值模拟

广义相对论与量子宇宙学 2024-05-20 v1 高能天体物理现象

摘要

我们在广义相对论框架下,对假想的普朗克黑洞位于中子星内部进行自洽的数值模拟。为补充一篇论文,其中假设黑洞质量 mm 远小于中子星质量 MM_*,从而合理使用点质量模型;本文则考虑黑洞质量足够大,以至于其对中子星的影响不可忽略。我们开发并应用了多项新技术,包括描述在中子星时空中运动的增压黑洞初始数据、相对论下逃逸速度的确定,以及保持黑洞在固定坐标位置的度规条件。随后进行的数值模拟揭示了普朗克黑洞被中子星捕获的不同方面。特别是,我们模拟了黑洞穿过中子星的初始过程,证明只要黑洞质量足够小,m0.05Mm \lesssim 0.05 M_*,中子星即可保持动力学稳定。我们还模型化了黑洞在初始稳定中子星中心振荡、吸积恒星质量并最终触发引力坍缩的后期演化过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.10365,
  title  = {Primordial black holes captured by neutron stars: simulations in general relativity},
  author = {Thomas W. Baumgarte and Stuart L. Shapiro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.10365},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 9 figures, animations at https://www.youtube.com/playlist?list=PLe7W1aFCp-Ocfs00Q3Z0fvkuULlznLi1u