解析强场时空动力学与 MHD 对环双星盘物理的相对影响

在本文中，我们在相对论框架下演化环绕超大质量黑洞双星的磁化和非磁化环双星吸积盘。我们使用后牛顿展开构建解析时空，并确定后牛顿 (PN) 展开的阶数如何影响气体动力学。我们发现，在非磁化流体动力学演化中，两个时空在晚期整体动力学上的差异非常小，直至分离距离约为 $40GM/c^2$（其中 $M$ 为双星总质量）。对于更小的分离距离，由 PN 阶数引起的差异变得与使用远离平衡态的初始数据所引起的差异相当。对于磁化气体，驱动吸积动力学的 MHD 应力倾向于掩盖所有高阶 PN 效应，即使在 $20GM/c^2$ 的分离距离下也是如此，从而导致本质上相同的观测电磁光度。这意味着我们对电磁信号的计算在小双星分离距离下可能是稳健的。我们的研究首次展示了 PN 精度水平如何影响环双星盘的演化，并告知了在此类研究中信任 PN 近似的分离距离范围。我们还探讨了初始条件和双星分离距离对模拟预测的影响。