三维磁流体超质量中子星吸积盘系统的长期外流
高能天体物理现象
2023-09-01 v1 广义相对论与量子宇宙学
核理论
摘要
磁化超质量中子星（HMNSs）已被提出作为中子星（NS）并合产生高电子分数、高速度抛射物的一种途径，正如千新星模型解释 GW170817 观测光变曲线所需。HMNS 通过中微子能量沉积与力学振荡驱动外流，并在坍缩为黑洞（BH）之前通过中微子相互作用提高外流的电子分数。在此，我们使用理想磁流体力学对 HMNS-环系统进行了三维数值模拟，采用泄漏/吸收方案处理中微子输运、核 APR 状态方程与牛顿自引力，并在黑洞形成后加入伪牛顿势。由于 HMNS 坍缩时间的不确定性，我们选取两个不同的参数化时间来诱发坍缩。我们还探讨了环中两种初始磁场几何，并将系统演化至外流显著减弱（∼ 1 - 2 s）。我们发现相较于等价的 BH-环系统，外流更蓝、更快，在模拟结束时产生 M∼ 10^{-3} M_⊙ 的抛射物，其 Y_e ≥ 0.25 且 v ≥ 0.25c。约一半外流在 t≲ 500 ms 时以盘风形式抛出，具有取决于初始条件的宽泛电子分数与速度分布。其余外流为热驱动，其特征为较低的速度与电子分数。利用示踪粒子的核合成在所有模型中均显示出类似太阳丰度的模式。尽管我们模拟的外流与由 GW170817 千新星双分量建模推断的外流并不吻合，但仍需自洽的多维细致千新星模型来确定我们的外流是否能够驱动蓝色千新星。
引用
@article{arxiv.2308.16237,
title = {Secular Outflows from 3D-MHD Hypermassive Neutron Star Accretion Disk Systems},
author = {Steven Fahlman and Rodrigo Fernández and Sharon Morsink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.16237},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 10 figures. Accepted for publication in MNRAS