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长伽马射线暴中自引力坍缩星与黑洞自旋增强

高能天体物理现象 2023-08-30 v1

摘要

长伽马射线暴(GRB)起源于大质量旋转恒星的坍缩。我们旨在自引力坍缩星场景下对恒星坍缩过程建模。我们考虑黑洞增长、角动量吸积以及大质量坍缩星核在极短时间内落向黑洞所引起的自引力效应所导致的 Kerr 度规变化。我们还研究了坍缩星中吸积激波的存在性及其传播中磁场的作用。我们计算了动力学 Kerr 度规下坍缩星核的含时轴对称广义相对论磁流体力学模型。我们探究了此类恒星中自引力的作用,其中新形成的黑洞质量增加且自旋改变。Kerr 度规随坍缩过程中的质量和角动量变化而演化。我们对星内旋转进行参数化,并考虑大尺度极向磁场的存在。针对初始黑洞自旋、恒星包层比角动量初值等全局参数,我们确定了黑洞参数(质量与自旋)的演化,并量化了引力不稳定性、变率时标与振幅的强度。我们发现,以 Toomre 参数衡量的引力不稳定性在坍缩星最内区相对重要。吸积率变率的特征强烈依赖于模型中自引力的假设,并受磁场影响。其他影响因素包括初始自旋与星核旋转。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.01342,
  title  = {Self-gravitating collapsing star and black hole spin-up in long gamma ray bursts},
  author = {Agnieszka Janiuk and Narjes Shahamat Dehsorkh and Dominika Krol},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01342},
  year   = {2023}
}

备注

23 pages, 19 figures; submitted to A\&A