全广义相对论下黑洞-环面系统的辐射磁流体力学：迈向物理模拟的一步

首次在全广义相对论框架下对黑洞-环面系统进行了辐射磁流体力学模拟。采用截断矩形式化方法进行广义相对论中微子辐射输运。将黑洞质量为 $M_{\rm BH}=3$ 或 $6M_{\odot}$、黑洞自旋为零、环面质量为 $\approx 0.14$--$0.38M_{\odot}$ 的若干系统作为双中子星或黑洞-中子星双星并合后形成的遗迹模型进行演化。高密度和高温物质的物态方程与微观物理以半定量的方式被唯象地纳入考虑。研究发现，环面内部区域的温度达到 $\agt 10$ MeV，这增强了中微子的高光度，对于 $M_{\rm BH}=6M_{\odot}$ 达到 $\sim 10^{51}$ ergs/s，对于 $M_{\rm BH}=3M_{\odot}$ 达到 $\sim 10^{52}$ ergs/s。结果表明，在旋转轴附近，中微子很可能主要沿向外方向发射，且其能量密度可能足以通过中微子-反中微子对湮灭过程引发低能短伽马射线暴，其总能量沉积为 $\sim 10^{47}$--$10^{49}$ ergs。在我们的模型中还表明，对于 $M_{\rm BH}=3M_{\odot}$，中微子光度大于电磁光度；而对于 $M_{\rm BH}=6M_{\odot}$，中微子光度与电磁光度相当或略小。